2018-12-20 09:13:18
我國(guó)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)繪制基因組圖，了解了棉花品質(zhì)的遺傳基礎(chǔ)，為改良棉花品質(zhì)提供了科技手段
“想讓棉花纖維又長(zhǎng)、又細(xì)、又強(qiáng)，很難。有時(shí)提高了纖維長(zhǎng)度，產(chǎn)量又下來(lái)了。”近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張獻(xiàn)龍教授介紹，通過(guò)解碼棉花基因組，可以深入了解棉花種的起源進(jìn)化，以及棉花纖維品質(zhì)形成等重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)，為改良棉花品質(zhì)提供科技手段。
重要的經(jīng)濟(jì)作物
如今，棉花依舊是我國(guó)主要的大田經(jīng)濟(jì)作物，常年種植面積7000萬(wàn)畝，年產(chǎn)700萬(wàn)噸，產(chǎn)值1100多億元，事關(guān)國(guó)計(jì)民生，也一直備受?chē)?guó)際棉花研究界的關(guān)注。
張獻(xiàn)龍告訴記者，目前，我國(guó)所產(chǎn)原棉95%來(lái)源于陸地棉，“它適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高，但纖維長(zhǎng)度偏短、易得黃萎病。海島棉則從國(guó)外引種，具有纖維長(zhǎng)、細(xì)、強(qiáng)和抗黃萎病等優(yōu)良性狀，但適應(yīng)性差，主產(chǎn)區(qū)在新疆部分地區(qū)”。
為了改良棉花纖維，實(shí)現(xiàn)又長(zhǎng)、又細(xì)、又強(qiáng)，并保證產(chǎn)量，課題組提出一個(gè)設(shè)想，那就是將海島棉的優(yōu)良纖維基因引入到陸地棉中，利用海島棉基因資源提升陸地棉纖維品質(zhì)和抗病性。
“一張圖”看透棉花品質(zhì)改善
華中農(nóng)大棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)王茂軍博士介紹，將海島棉中控制優(yōu)異纖維品質(zhì)的遺傳片段導(dǎo)入到陸地棉，改良陸地棉的纖維品質(zhì)，是華中農(nóng)大棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期堅(jiān)持的目標(biāo)。
“盡管我們已從海島棉中克隆了一系列功能基因，但這兩個(gè)棉花基因組存在什么樣的差異，究竟哪些基因組片段控制海島棉優(yōu)異纖維品質(zhì)的形成等仍不清楚。”王茂軍說(shuō)，兩個(gè)棉花的基因組草圖已經(jīng)發(fā)表，但是由于組裝質(zhì)量和完整性不高，很難直接從全基因組水平進(jìn)行比較。
為了得到精細(xì)的基因組序列，他們利用第三代測(cè)序技術(shù)、光學(xué)圖譜技術(shù)和染色質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)捕獲技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合組裝。
張獻(xiàn)龍認(rèn)為，這項(xiàng)研究成功組裝了高度重復(fù)的基因組區(qū)域，通過(guò)比較兩個(gè)棉花四倍體種的基因組，發(fā)現(xiàn)二者存在大量的結(jié)構(gòu)變異。
科研人員還對(duì)陸地棉和海島棉之間的遺傳導(dǎo)入系材料進(jìn)行基因組分析，鑒定了13個(gè)控制纖維品質(zhì)的遺傳位點(diǎn)，探究了遺傳位點(diǎn)的表達(dá)調(diào)控機(jī)制。這項(xiàng)研究為今后通過(guò)海島棉改良陸地棉的種間漸滲育種提供了參考：“也就是說(shuō)，這張基因組圖解決了棉花研究人員的‘工具’問(wèn)題，對(duì)加快改善棉花品質(zhì)研究的進(jìn)程具有重要意義。”張獻(xiàn)龍說(shuō)。
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