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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所杜雄明研究員團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成了“栽培陸地棉地理分化和纖維品質(zhì)改良的基因組學(xué)基礎(chǔ)”研究，在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)緣雜交對(duì)陸地棉纖維品質(zhì)改良的關(guān)鍵分子證據(jù)，證實(shí)了遠(yuǎn)緣雜交在棉花育種中的重要意義，為進(jìn)一步深入解析陸地棉的適應(yīng)性演化和提升棉花纖維品質(zhì)奠定了重要的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以“The genomic basis of geographic differentiation and fiber improvement in cultivated cotton”為題于2021年4月15日在線發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)（Nature Genetics）》上。

陸地棉纖維品質(zhì)形成的遺傳基礎(chǔ)

據(jù)杜雄明研究員介紹，栽培陸地棉廣泛種植于世界各地，是最重要的天然纖維來源，纖維品質(zhì)直接決定了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。國(guó)內(nèi)外棉花育種家開展了廣泛的遠(yuǎn)緣雜交工作，將許多稀有的重要基因轉(zhuǎn)移到栽培陸地棉中提高纖維品質(zhì)，但并未對(duì)這些基因進(jìn)行深入研究。本研究分析了超過3000份棉花種質(zhì)資源，總計(jì)調(diào)查了近80000個(gè)纖維品質(zhì)數(shù)據(jù)，全面剖析和評(píng)估了現(xiàn)存陸地棉種質(zhì)資源中纖維品質(zhì)相關(guān)的優(yōu)異位點(diǎn)，并從遠(yuǎn)緣雜交漸滲系中鑒定到兩個(gè)新的與纖維品質(zhì)密切關(guān)聯(lián)的優(yōu)異等位變異，分別源自二倍體栽培種的亞洲棉（G. arboreum）和二倍體野生種瑟伯氏棉（G. thurberi），其中源自亞洲棉的優(yōu)異等位變異對(duì)纖維長(zhǎng)度和纖維強(qiáng)度的提升接近15%，擁有顯著的纖維品質(zhì)改良潛力。該研究結(jié)果不僅首次從基因組水平證實(shí)了育種史上遠(yuǎn)緣雜交對(duì)陸地棉纖維品質(zhì)的貢獻(xiàn)，而且為大幅度提高陸地棉纖維品質(zhì)提供了理論依據(jù)和優(yōu)質(zhì)基因源，將有效地推動(dòng)陸地棉分子育種進(jìn)程。

亞洲棉和瑟伯氏棉漸滲片段對(duì)陸地棉纖維品質(zhì)的改良效應(yīng)

本研究得到了十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“棉花優(yōu)異種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定與創(chuàng)新利用（2016YFD0100203）”課題、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。中棉所何守樸副研究員為論文第一作者，共同第一作者還包括安陽工學(xué)院孫高飛副教授、我所耿曉麗助理研究員、龔文芳副研究員。中棉所杜雄明研究員為論文通訊作者。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41588-021-00844-9