我國(guó)科學(xué)家破解陸地棉進(jìn)化軌跡

　　記者近日獲悉，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所李付廣、楊召恩研究員團(tuán)隊(duì)繪制了陸地棉進(jìn)化路線圖，揭示了染色體大片段變異調(diào)控種群遺傳多樣性和環(huán)境適應(yīng)性的遺傳機(jī)制，破解了纖維品質(zhì)性狀形成的遺傳架構(gòu)，開(kāi)辟了棉花優(yōu)異種質(zhì)創(chuàng)制新路徑。相關(guān)研究成果1月2日發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)（Nature Genetics）》上。

　　區(qū)域化集中種植導(dǎo)致棉花品種遺傳多樣性銳減、同質(zhì)化明顯，加上極端天氣頻發(fā)、病蟲(chóng)危害等因素，給棉花生物育種尤其重要性狀協(xié)同改良帶來(lái)全新挑戰(zhàn)。因此，探尋陸地棉進(jìn)化的分子軌跡，發(fā)掘棉花種質(zhì)中尚未被育種利用的優(yōu)異基因，創(chuàng)制新種質(zhì)，是破解上述難題的重要途徑。

　　該研究利用107份陸地棉微核心種質(zhì)構(gòu)建了超級(jí)泛基因組。首次發(fā)現(xiàn)陸地棉種內(nèi)A03-A09存在的染色體易位事件，顯著影響其種群分化和區(qū)域適應(yīng)性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在栽培陸地棉形成之前，野生陸地棉/半野生陸地棉曾經(jīng)歷三個(gè)階段的結(jié)構(gòu)變異，以這些結(jié)構(gòu)變異為標(biāo)記可將陸地棉細(xì)分為32種單倍型，現(xiàn)代栽培種僅源于其中一個(gè)單倍型，遺傳基礎(chǔ)狹窄。研究成果從基因組層面證實(shí)中美洲-加勒比海雙多樣性中心假說(shuō)，重構(gòu)了陸地棉“尤卡坦半島起源→危地馬拉擴(kuò)散→全球傳播”三階段馴化傳播路徑。

　　通過(guò)泛NLR家族分析，該研究鑒定出抗黃萎病新位點(diǎn)VWD11，揭示了NLR基因家族演化規(guī)律。同時(shí)，利用泛基因組，構(gòu)建了127個(gè)倒位圖譜，通過(guò)PAV標(biāo)記鑒定出69個(gè)纖維品質(zhì)相關(guān)位點(diǎn)，其中62個(gè)為SNP標(biāo)記未檢測(cè)到的新位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了調(diào)控纖維強(qiáng)度與種子大小的多效基因。該研究闡明了結(jié)構(gòu)變異驅(qū)動(dòng)陸地棉演化的內(nèi)在規(guī)律，為突破育種同質(zhì)化瓶頸提供了理論和技術(shù)支撐。（李麗穎）

　　轉(zhuǎn)自：農(nóng)民日?qǐng)?bào)

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