近日,由喻樹迅院士帶領的棉花早熟遺傳改良創(chuàng)新團隊在棉花早熟性遺傳進化及其候選基因功能驗證研究方面取得新突破,推進了我國在棉花早熟研究方面的進展,也為后續(xù)深入研究棉花的早熟機制和分子機理奠定了良好基礎。相關2篇研究論文在線發(fā)表在國際知名期刊《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》(影響因子8.15)上。
該團隊利用收集的436份國內外變異廣泛的陸地棉材料,采用全基因組重測序方法,構建了群體的SNP變異圖譜,通過對包含136份早熟棉資源在內的356份陸地棉材料進行深度重測序,并結合公共數(shù)據(jù)庫中的80份陸地棉材料共獲得了10,118,884個高質量的SNPs。利用全基因組關聯(lián)分析(GWAS)鑒定到控制陸地棉早熟性的307個顯著遺傳位點和重要調控基因。兩個早熟遺傳熱點區(qū)域位于 D03和A05 染色體,共包括88.92%的關聯(lián)位點。其中在D03號染色體發(fā)現(xiàn)與標記rsD03_39122594緊密連鎖的棉花早熟候選基因Ghir_D03G011310,并發(fā)現(xiàn)其在短季棉育種歷程中受到了強烈的人工選擇。在A05號染色體發(fā)現(xiàn)Ghir_A05G017390和其在 Dt亞基因組中的同源基因與果枝始節(jié)位高度和株高顯著關聯(lián)。通過病毒誘導的基因沉默(VIGS)技術發(fā)現(xiàn)抑制Ghir_A05G017390在“中棉所50號”中的表達可以影響植株高度。本研究中鑒定的在現(xiàn)代育種過程中受選擇的棉花早熟性位點和基因,為將來棉花品種改良提供了理論依據(jù)。
喻樹迅院士博士研究生李黎貝為該論文第一作者,喻樹迅院士為通訊作者。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13446。
與此同時,該團隊利用不同熟性的棉花高分辨率時間動態(tài)轉錄組,鑒定到棉花開花相關基因GhCAL,并對其介導的棉花開花調節(jié)途徑進行了解析。研究發(fā)現(xiàn)GhCAL基因沉默的轉基因棉花植株花芽分化和開花時間顯著延遲,GhCAL能夠與GhAP1-A04/GhAGL6-D09形成異源二聚體,同時調節(jié)GhAP1-A04和GhAGL6-D09的表達。GhAP1-A04和GhAGL6-D09沉默的棉花植株也表現(xiàn)出明顯的開花延遲。因此,推測GhCAL可能通過調控GhAGL6-D09和GhAP1-A04的表達來調控棉花從營養(yǎng)生長向生殖生長的轉變。該研究對棉花早熟基因的挖掘和早熟棉分子改良具有重要意義。
喻樹迅院士博士研究生程帥帥為該論文第一作者,喻樹迅院士為通訊作者。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13449。
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