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棉花基因组变异与纤维性状遗传研究获进展

棉花基因组变异与纤维性状遗传研究获进展

  5月8日,《自然—遗传学》杂志在线发表了由河北农业大学马峙英团队、中国农业科学院棉花研究所杜雄明团队等8个单位完成的一项棉花基因组变异和纤维性状遗传领域的研究成果。该研究首次对来自中、美、澳等主要植棉国的419份陆地棉核心种质的基因组进行重测序,确定了一系列在长期自然选择和人工选育过程中,与棉花纤维长度、强幸运28度、铃重、衣分等重要性状相关的基因组变异和位点及其分布规律,为棉花重要性状定向育种提供了较为精准的标记和基因资源。

幸运28  该研究通过基因组重测序鉴定出3665030个单核苷酸多态性(SNP)。研究人员通过与陆地棉野生种系全基因组功能基因SNP变异比较幸运28,首次发现23876个(33.88%)基因无任何SNP变异,表明这些基因在长期驯化过程中高度保守;发现33899(40.10%)和6957(9.87%)个基因分别表现为SNP变异数减少和增加,暗示这些基因应是育种改良予以重点关注的基因。同时,研究人员在我国黄河流域、长江流域和西北内陆三大棉区6个地点12种环境鉴定了纤维长度、强度、铃重、衣分等13个纤维品质和产量性状,获得了近20万个表型数据。基于测定的3665030个SNP的全基因组关联分析,研究人员共鉴定出11026个与13个性状显著关联的SNP,并找到了多个与纤维长度、强度等显著关联的SNP所在的基因位点。

  因其广泛适应性和高产特性,陆地棉的种植占全球棉花的90%以上。随着纺织工艺的改进,人们对棉花纤维品质提出更高的要求,通过深化对种质资源表型变异的分子基础研究和优异遗传变异位点发掘,实现棉花品质、产量等重要性状的有效选择与改良仍然是棉花育种的重大科学问题。