申请人建立了棉花规模化转基因技术体系，克服了农杆菌介导法转化效率低、周期长的问题。利用该体系创制抗虫种质材料1479份，上交国家中期库性状稳定材料865份，培育不同类型抗虫棉新品种32个，累计推广面积1亿多亩。研究了棉花体细胞分化规律，发明了其分化性状的纯化方法，将生产品种中棉所24的体细胞分化率筛选纯化到95%、转化率提高到51.8%，使棉花成为可进行大规模基因功能验证的目标作物，为24个实验室转化验证候选基因156个，促进了基础研究成果在棉花上的应用。构建了棉花“基因转化-种质创新-品种培育-产业化”的研发体系。获国家发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项。在此基础上，申请人将深入研究棉花体细胞胚胎发生的遗传基础，创建高分化率材料分子标记选择技术，克服农杆菌介导转化棉花存在的基因型限制问题，挖掘具有应用价值的高分化率主栽棉花品种，建立其高效转化体系，加快目标基因在重大品种中的应用进程。

遗传转化是植物基因工程育种及品种分子设计的关键，但以组织培养为基础的棉花农杆菌介导遗传转化法通常存在转化周期长、效率低、培养体系不稳定和基因型限制等瓶颈。本项目根据我国棉花生产的重大需求，围绕遗传转化过程中存在的瓶颈问题，深入研究棉花体细胞胚胎发生的遗传基础，完成了亚洲棉基因组测序，鉴定出6个与愈伤组织分化率有关的QTLs，利用转录组和蛋白质组学技术分析了影响棉花体细胞胚胎发生的信号通路和调控网络，克隆了体细胞胚胎发生相关基因5个，创制了T-DNA激活标签突变材料，并阐明了pag1突变体的分子机制，在Nature Genetics、New Phytologist 等国际著名期刊发表文章8篇，其中影响因子大于5的有3篇；培养研究生17人，其中1人获得中国农业科学院优秀博士论文，1人获得中国农业科学院优秀硕士论文；课题负责人于2015年获得中华农业英才奖。