我国棉花种质资源研究从描述现象推进到说明机制的新阶段

中国农业科学院棉花研究所的李付广研究员和杨召恩研究员带着科研团队,花了不少时间,对全球各地107份代表性的陆地棉种质进行了基因组解析。他们整合了野生种、半野生种和现代栽培种的信息,给陆地棉搭建了一个“超级泛基因组”。这个大数据库让大家第一次看清了陆地棉从野生变成现代品种的过程中,染色体发生了大规模的结构变异,这就是它们分化和适应环境的动力。特别是鉴定出了种内A03与A09染色体之间发生过的历史性易位事件,直接影响了不同种群适应不同地区的能力。 科研团队还发现,在驯化之前的野生及半野生陆地棉经历了三个阶段的结构变异,形成了至少32种不同的遗传单倍型。但现在大部分栽培品种都只能追溯到其中的一种单倍型,这从基因层面证实了目前棉花种质遗传多样性不够的问题。 为了应对这些挑战,团队系统地研究了NLR基因家族,找到了新的抗黄萎病位点,揭示了这个基因家族的演化规律。在纤维品质方面,他们一共标记出了69个与纤维相关的遗传位点,其中62个是首次发现的。这些新位点就像找到了控制纤维长度、强度和细度的“遗传密码”。 除此之外,研究还发现了能同时调控纤维强度和种子大小的多效性基因。这次研究成果把棉花种质资源研究从描述现象推进到了说明机制的新阶段。给我国的棉花分子设计育种提供了高效的“导航系统”,保障国家产业安全和提升竞争力都有长远的意义。未来,利用这个路线图来创制新种质和培育新品种,有望推动我国棉花育种更高效精准地发展。