2018年12月4日,英國雜志《自然-遺傳學》在線發(fā)表了華中農業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室張獻龍教授團隊的最新研究成果。本研究利用第三代測序組裝技術、Hi-C染色體安裝技術和光學圖譜,將異源四倍體棉花基因組從第二代升級到第三代。與第二代異源四倍體棉花基因組相比,最新的第三代基因組在高度重復區(qū)域的連續(xù)性和完整性方面有了很大的提高。
據介紹,棉花是重要的經濟作物,是世界天然紡織纖維的重要來源,在國民經濟中占有重要地位。目前生產中主要栽培的棉花品種為異源四倍體棉花,90%以上的纖維產量來自四倍體棉花。陸地棉具有高產的優(yōu)勢,海島棉具有纖維品質高、長、細、強的優(yōu)勢。要培育高產優(yōu)質的陸地棉品種,一個重要的方法就是將海島棉優(yōu)良的纖維特性引入陸地棉。因此,了解陸地棉和海島棉的詳細基因組信息將有助于培育優(yōu)良的異源四倍體棉花品種。
通過比較基因組學分析,最新研究證實棉花多倍體化后可能發(fā)生廣泛的結構變異。本研究還構建了導入系群體,將海島棉優(yōu)良染色體片段導入陸地棉,鑒定出13個與優(yōu)質纖維品質相關的數量性狀位點。研究結果有助于棉花進化基因組學和功能基因組學的研究,為棉花纖維改良和育種提供重要依據。
張獻龍教授及其團隊長期從事棉花生物技術和育種應用的研究,在國際上率先實現了從野生棉花體細胞和原生質體進行植株再生,實現體細胞融合和植株再生;建立了高通量的棉花轉基因體系;CRISPR-Cas9技術在棉花上的成功應用;鑒定了一系列與抗病、耐高溫和纖維發(fā)育相關的重要功能基因。完成了海島棉的基因組測序,揭示了棉花的馴化過程,為全基因組育種奠定了基礎。
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