【新华社】华农科研人员绘制出陆地棉和海岛棉的参考基因组

新华社武汉12月4日电(记者李伟、于坚)解码棉花基因组可以为深入了解棉花品种的起源和进化以及棉花重要农艺性状形成的遗传基础提供帮助。华中农业大学棉花遗传改良小组与国外研究小组共同分析了陆地棉和海岛棉异源四倍体栽培种的参考基因组序列,为棉花基因组进化和功能基因研究提供了重要参考。国际权威期刊《自然-遗传学》 3日在网上公布了最新研究结果。

陆地棉和海岛棉是目前棉花生产中主要使用的两种异四倍体栽培品种。陆地棉产量高,适应性强,产量低,但纤维品质优于陆地棉。尽管这两种棉花植物的基因组草图已经发表,但由于组装质量和完整性较低,尚不清楚哪些基因组片段控制了海岛棉花中优良纤维质量的形成。

为了获得精细的基因组序列,本研究采用第三代测序技术、光学作图技术和染色质高级结构捕获技术进行联合组装。与最近公布的基因组草图相比,本研究组装的基因组序列在连续性和完整性上有了很大提高,陆地棉基因组和海岛棉基因组的连续性分别提高了55倍和90倍。

华农棉花遗传改良小组组长张献龙教授说,这项研究成功组装了高度重复的基因组区域。通过比较两个棉花四倍体品种的基因组,发现两者之间存在大量的结构变异。两个异四倍体品种各有26对染色体。研究发现,在两种棉花物种的14条染色体之间的染色体臂内和臂间有很大的片段反转,这意味着“两种棉花物种之间的基因组有很大差异”。

为了研究基于棉花基因组的纤维遗传改良,研究者还对陆地棉和海岛棉之间的遗传渐渗系材料进行了基因组分析,鉴定出13个控制纤维品质的基因座,并探讨了基因座的表达调控机制。该研究为今后海岛棉改良陆地棉的种间渐渗育种提供了参考。