中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花分子遺傳改良團(tuán)隊(duì)與棉花高產(chǎn)育種團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國外科研單位，開展了棉花纖維動(dòng)態(tài)伸長相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控和新等位基因的鑒定研究，構(gòu)建了纖維伸長相關(guān)基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示新等位基因潛在調(diào)控棉花纖維長度的分子機(jī)理。相關(guān)成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。

棉花是世界上重要的天然纖維作物。陸地棉和海島棉（又稱長絨棉）是棉花的兩個(gè)主栽四倍體棉種，陸海種間雜交為棉花纖維長度性狀改良提供重要資源，但關(guān)于陸海群體纖維動(dòng)態(tài)伸長的遺傳機(jī)理卻鮮有報(bào)道。因此，研究棉花纖維快速伸長時(shí)期表達(dá)基因的遺傳變異和重要基因的動(dòng)態(tài)調(diào)控對(duì)于棉花纖維伸長的機(jī)理解析及纖維長度的遺傳改良具有重要的指導(dǎo)意義。

研究團(tuán)隊(duì)以陸地棉中36和海島棉海7124為親本，構(gòu)建了回交自交系群體，并開展了191個(gè)子代的基因組重測序分析及47個(gè)子代發(fā)育纖維的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析。研究發(fā)現(xiàn)，新等位基因在子代中的積累顯著影響纖維長度，且影響纖維伸長的相關(guān)新等位基因在某些子代中出現(xiàn)“超親”表達(dá)。研究人員進(jìn)一步對(duì)纖維表達(dá)基因進(jìn)行定位分析，繪制了纖維伸長相關(guān)基因的動(dòng)態(tài)表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖，從中篩選出105個(gè)影響纖維伸長的候選基因，其中包含15個(gè)新等位基因。通過基因編輯技術(shù)驗(yàn)證到一個(gè)調(diào)控棉花纖維伸長的烷烴羥化酶基因GhMAH1。研究結(jié)果為解析棉花陸海群體纖維長度變異提供了新思路，為培育長纖維棉花新種質(zhì)提供了理論基礎(chǔ)。

(資料圖片)

據(jù)了解，該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的支持。

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宋雅娟 張蕃