2018年12月4日,英國《自然-遺傳學》雜志在線發表了華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室張獻龍教授團隊的一項最近研究成果。該研究利用三代測序組裝技術、Hi-C染色體掛載技術以及光學圖譜完成了異源四倍體棉基因組從二代向三代的升級。與二代異源四倍體棉基因組相比,最新的三代基因組在連續性以及高度重復區的完整性方面都有極大的改進。
據介紹,棉花是一種重要的經濟作物,是世界上重要的天然紡織纖維來源,在國民經濟中占據著重要地位。目前,生產上主要棉花栽培種為異源四倍體棉,超過90%的纖維產量來自四倍體棉。陸地棉具有高產的優點,而海島棉的纖維質量高,具有長、細和強韌等優點。為培育高產、優質的陸地棉品種,一個重要的方法是將海島棉優良纖維性狀引入陸地棉,因此,了解陸地棉和海島棉詳細的基因組信息將有助于優良異源四倍體棉花品種的培育。
該項最新研究通過比較基因組學分析,確定了廣泛的結構變異可能發生在棉花多倍化事件后。該研究還構建了漸滲系群體,把海島棉優良的染色體片段導入到陸地棉,鑒定到13個與優質纖維質量相關的數量性狀基因座。該研究結果有助于棉花的進化基因組學和功能基因組研究,同時為棉花纖維改良育種提供了重要的基礎。
張獻龍教授和其團隊長期從事棉花生物技術及育種應用研究,在國際上率先實現從野生棉體細胞及原生質體再生植株,實現體細胞融合并再生植株;建立了一套高通量的棉花轉基因系統;并將CRISPR-Cas9技術在棉花中成功應用;鑒定了一系列抗病、耐高溫、及纖維發育相關的重要功能基因;完成了海島棉基因組測序,揭示了棉花馴化歷程,為全基因組育種奠定了基礎。
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