2026-01-06 14:30:30
記者近日獲悉，中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所李付廣、楊召恩研究員團隊繪制了陸地棉進化路線圖，揭示了染色體大片段變異調控種群遺傳多樣性和環(huán)境適應性的遺傳機制，破解了纖維品質性狀形成的遺傳架構，開辟了棉花優(yōu)異種質創(chuàng)制新路徑。相關研究成果1月2日發(fā)表在《自然·遺傳學（Nature Genetics）》上。
區(qū)域化集中種植導致棉花品種遺傳多樣性銳減、同質化明顯，加上極端天氣頻發(fā)、病蟲危害等因素，給棉花生物育種尤其重要性狀協(xié)同改良帶來全新挑戰(zhàn)。因此，探尋陸地棉進化的分子軌跡，發(fā)掘棉花種質中尚未被育種利用的優(yōu)異基因，創(chuàng)制新種質，是破解上述難題的重要途徑。
該研究利用107份陸地棉微核心種質構建了超級泛基因組。首次發(fā)現(xiàn)陸地棉種內A03-A09存在的染色體易位事件，顯著影響其種群分化和區(qū)域適應性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在栽培陸地棉形成之前，野生陸地棉/半野生陸地棉曾經(jīng)歷三個階段的結構變異，以這些結構變異為標記可將陸地棉細分為32種單倍型，現(xiàn)代栽培種僅源于其中一個單倍型，遺傳基礎狹窄。研究成果從基因組層面證實中美洲-加勒比海雙多樣性中心假說，重構了陸地棉“尤卡坦半島起源→危地馬拉擴散→全球傳播”三階段馴化傳播路徑。
通過泛NLR家族分析，該研究鑒定出抗黃萎病新位點VWD11，揭示了NLR基因家族演化規(guī)律。同時，利用泛基因組，構建了127個倒位圖譜，通過PAV標記鑒定出69個纖維品質相關位點，其中62個為SNP標記未檢測到的新位點，發(fā)現(xiàn)了調控纖維強度與種子大小的多效基因。該研究闡明了結構變異驅動陸地棉演化的內在規(guī)律，為突破育種同質化瓶頸提供了理論和技術支撐。
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