在迄今發展起來的棉花轉基因技術中,農桿菌介導的遺傳轉化應用最為廣泛。自1987年Umbeck等通過農桿菌介導法成功獲得坷字棉轉基因植株后,農桿菌介導法逐漸成為國際上最普遍的轉化手段,并且取得很大進展。中國農科院棉花研究所成功建立了20多個棉花品種的高效、穩定的規模化轉化體系,實現了流水線操作,建立了高效、工廠化的棉花轉基因技術體系。盡管農桿菌介導法是理論和實踐都較為完善的一種轉化技術,且已被廣泛用于雙子葉植物的轉化,但該方法受宿主基因型范圍的限制,很多優良品種(系)很難以此法進行轉化,并且轉化程序煩瑣復雜。花粉管通道轉化法雖然沒有基因型、種屬控制,但其轉化技術不太完善,對轉化機制缺乏系統的研究,常局限于開花期才能應用。因此,需要發展出有效的基因轉化方法。
中國農業科學院棉花研究所葉武威等人在2013年開發出一種棉花的基因槍活體快速轉化方法,通過第三代便攜式基因槍和優化轉化的參數使活體轉化時對花蕾和花粉形成微創傷,大大縮短了獲得轉基因植株的周期。該方法包括如下步驟:(1)利用基因槍轟擊的方法,將含有外源基因的載體轟入父本棉花的花粉中;(2)將基因槍轟擊后的父本花粉授粉到活體母本棉花中;(3)授粉后的母本棉花所結的種子便是轉基因棉花種子,實現了棉花的基因轉化。此方法無需組織培養步驟,直接在活體棉花上便實現基因轉化,實用、易操作、不依賴組織培養、穩定性好。