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    我国学者在陆地棉驯化方面取得重要进展

    日期 2017-03-13   来源:生命科学部   作者:严明理 杜生明  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(项目编号:31230056,31201251)的资助下,华中农业大学张献龙团队在陆地棉驯化方面取得重要进展。研究成果以“Asymmetric subgenome selection and cis-regulatory divergence during cotton domestication”(棉花驯化过程中的不对称亚基因组选择和顺式调控分歧)为题于2017年3月7日发表在Nature Genetics上。论文链接:http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/full/ng.3807.html。

      棉花在国民经济中占据着重要地位。中国的陆地棉栽培始于20世纪初,但早期的陆地棉主要从美国引种,导致中国的陆地棉遗传资源狭窄,不利于棉花的遗传育种工作的开展。棉花野生种含有大量遗传变异,在长期的驯化中人为选择了一些优异的性状,使陆地棉的主要农艺性状发生了显著的改良,但科学界对这些性状形成原因的遗传研究较少。为了揭示人工驯化对基因组的影响,研究者整合了世界主要棉区的陆地棉材料,进行重测序分析,利用这些数据,研究者构建了陆地棉的变异图谱,包括单碱基多态性、插入/缺失和结构变异。通过将野生种与驯化种进行比较,在全基因组范围内鉴定了93个驯化选择区间。这些区间包含了大量的陆地棉农艺性状形成有关的功能基因。今后,通过育种手段对这些区间进行整合,可以将野生种质用于改良棉花的主要农艺性状。

      棉纤维是棉花遗传育种的主要目标性状,长期的驯化过程显著改善了棉纤维品质。如驯化种的棉纤维呈白色,而野生种纤维略带棕黄色,为了分析控制这些性状的遗传学基础,该研究利用267份材料对纤维品质相关性状进行全基因组关联分析(见下图),一共鉴定了19个显著位点,其中有4个位点位于驯化选择区间。此外,该研究还鉴定了一些控制纤维长度和颜色形成的基因,为研究者利用这些关键位点对棉花纤维品质进行遗传改良提供了新的线索和基因资源。

    图 棉花纤维品质相关性状的全基因组筛选和GWAS分析




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