異源四倍體棉花基因組從第二代到第三代的升級(jí)

2018年12月4日，英國(guó)雜志《自然-遺傳學(xué)》在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張獻(xiàn)龍教授團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。本研究利用第三代測(cè)序組裝技術(shù)、Hi-C染色體安裝技術(shù)和光學(xué)圖譜，將異源四倍體棉花基因組從第二代升級(jí)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(fù)區(qū)域的連續(xù)性和完整性方面有了很大的提高。

據(jù)介紹，棉花是重要的經(jīng)濟(jì)作物，是世界天然紡織纖維的重要來源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。目前生產(chǎn)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(chǎn)量來自四倍體棉花。陸地棉具有高產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，海島棉具有纖維品質(zhì)高、長(zhǎng)、細(xì)、強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。要培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的陸地棉品種，一個(gè)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(xì)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(xué)分析，最新研究證實(shí)棉花多倍體化后可能發(fā)生廣泛的結(jié)構(gòu)變異。本研究還構(gòu)建了導(dǎo)入系群體，將海島棉優(yōu)良染色體片段導(dǎo)入陸地棉，鑒定出13個(gè)與優(yōu)質(zhì)纖維品質(zhì)相關(guān)的數(shù)量性狀位點(diǎn)。研究結(jié)果有助于棉花進(jìn)化基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的研究，為棉花纖維改良和育種提供重要依據(jù)。

張獻(xiàn)龍教授及其團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事棉花生物技術(shù)和育種應(yīng)用的研究，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了從野生棉花體細(xì)胞和原生質(zhì)體進(jìn)行植株再生，實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞融合和植株再生；建立了高通量的棉花轉(zhuǎn)基因體系；CRISPR-Cas9技術(shù)在棉花上的成功應(yīng)用；鑒定了一系列與抗病、耐高溫和纖維發(fā)育相關(guān)的重要功能基因。完成了海島棉的基因組測(cè)序，揭示了棉花的馴化過程，為全基因組育種奠定了基礎(chǔ)。

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