我国科学家破解陆地棉进化轨迹

记者近日获悉,中国农业科学院棉花研究所李付广、杨召恩研究员团队绘制了陆地棉进化路线图,揭示了染色体大片段变异调控种群遗传多样性和环境适应性的遗传机制,破解了纤维品质性状形成的遗传架构,开辟了棉花优异种质创制新路径。相关研究成果1月2日发表在《自然·遗传学(Nature Genetics)》上。

　区域化集中种植导致棉花品种遗传多样性锐减、同质化明显,加上极端天气频发、病虫危害等因素,给棉花生物育种尤其重要性状协同改良带来全新挑战。因此,探寻陆地棉进化的分子轨迹,发掘棉花种质中尚未被育种利用的优异基因,创制新种质,是破解上述难题的重要途径。

　该研究利用107份陆地棉微核心种质构建了超级泛基因组。首次发现陆地棉种内A03-A09存在的染色体易位事件,显著影响其种群分化和区域适应性。进一步研究发现,在栽培陆地棉形成之前,野生陆地棉/半野生陆地棉曾经历三个阶段的结构变异,以这些结构变异为标记可将陆地棉细分为32种单倍型,现代栽培种仅源于其中一个单倍型,遗传基础狭窄。研究成果从基因组层面证实中美洲-加勒比海双多样性中心假说,重构了陆地棉“尤卡坦半岛起源→危地马拉扩散→全球传播”三阶段驯化传播路径。

　通过泛NLR家族分析,该研究鉴定出抗黄萎病新位点VWD11,揭示了NLR基因家族演化规律。同时,利用泛基因组,构建了127个倒位图谱,通过PAV标记鉴定出69个纤维品质相关位点,其中62个为SNP标记未检测到的新位点,发现了调控纤维强度与种子大小的多效基因。该研究阐明了结构变异驱动陆地棉演化的内在规律,为突破育种同质化瓶颈提供了理论和技术支撑。作者:李丽颖 来源:农民日报客户端