2018-12-20 09:13:18
我國專家團隊通過繪制基因組圖，了解了棉花品質(zhì)的遺傳基礎，為改良棉花品質(zhì)提供了科技手段
“想讓棉花纖維又長、又細、又強，很難。有時提高了纖維長度，產(chǎn)量又下來了。”近日，華中農(nóng)業(yè)大學棉花遺傳改良團隊負責人張獻龍教授介紹，通過解碼棉花基因組，可以深入了解棉花種的起源進化，以及棉花纖維品質(zhì)形成等重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎，為改良棉花品質(zhì)提供科技手段。
重要的經(jīng)濟作物
如今，棉花依舊是我國主要的大田經(jīng)濟作物，常年種植面積7000萬畝，年產(chǎn)700萬噸，產(chǎn)值1100多億元，事關國計民生，也一直備受國際棉花研究界的關注。
張獻龍告訴記者，目前，我國所產(chǎn)原棉95%來源于陸地棉，“它適應性強、產(chǎn)量高，但纖維長度偏短、易得黃萎病。海島棉則從國外引種，具有纖維長、細、強和抗黃萎病等優(yōu)良性狀，但適應性差，主產(chǎn)區(qū)在新疆部分地區(qū)”。
為了改良棉花纖維，實現(xiàn)又長、又細、又強，并保證產(chǎn)量，課題組提出一個設想，那就是將海島棉的優(yōu)良纖維基因引入到陸地棉中，利用海島棉基因資源提升陸地棉纖維品質(zhì)和抗病性。
“一張圖”看透棉花品質(zhì)改善
華中農(nóng)大棉花遺傳改良團隊王茂軍博士介紹，將海島棉中控制優(yōu)異纖維品質(zhì)的遺傳片段導入到陸地棉，改良陸地棉的纖維品質(zhì)，是華中農(nóng)大棉花遺傳改良團隊長期堅持的目標。
“盡管我們已從海島棉中克隆了一系列功能基因，但這兩個棉花基因組存在什么樣的差異，究竟哪些基因組片段控制海島棉優(yōu)異纖維品質(zhì)的形成等仍不清楚。”王茂軍說，兩個棉花的基因組草圖已經(jīng)發(fā)表，但是由于組裝質(zhì)量和完整性不高，很難直接從全基因組水平進行比較。
為了得到精細的基因組序列，他們利用第三代測序技術、光學圖譜技術和染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)捕獲技術進行聯(lián)合組裝。
張獻龍認為，這項研究成功組裝了高度重復的基因組區(qū)域，通過比較兩個棉花四倍體種的基因組，發(fā)現(xiàn)二者存在大量的結(jié)構(gòu)變異。
科研人員還對陸地棉和海島棉之間的遺傳導入系材料進行基因組分析，鑒定了13個控制纖維品質(zhì)的遺傳位點，探究了遺傳位點的表達調(diào)控機制。這項研究為今后通過海島棉改良陸地棉的種間漸滲育種提供了參考：“也就是說，這張基因組圖解決了棉花研究人員的‘工具’問題，對加快改善棉花品質(zhì)研究的進程具有重要意義。”張獻龍說。
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