研究人員揭示棉花馴化歷程

　　華中農業大學張獻龍教授棉花研究團隊的一項最新研究不僅首次提出了棉花纖維馴化的遺傳學基礎，而且闡述了馴化對基因轉錄調控的影響。日前，《自然·遺傳學》在線發表了他們的這一成果，認為該研究對棉花功能基因組研究和遺傳改良具有重要指導作用。

　　棉花纖維是重要的天然紡織纖維，生產上主要棉花栽培種為異源四倍體陸地棉，它的馴化和栽培已有5000年歷史。

　　為揭示人工馴化對基因組的影響，研究人員從全世界主要棉區收集了31份陸地棉野生種和321份馴化種進行基因組重測序研究。利用這些數據，他們構建了陸地棉的首個綜合變異圖譜。通過將野生種與馴化種進行比較，這項研究在全基因組范圍內鑒定了93個馴化選擇區間。這些區間包含大量功能基因，與陸地棉的株高、抗病性和纖維品質等農藝性狀的形成有關。今后，通過分子育種手段對這些區間進行整合，可以將野生種質用于改良棉花主要農藝性狀。

　　長期的馴化過程顯著改變了陸地棉的纖維產量和品質。該項研究利用267份材料對纖維品質相關性狀進行全基因組關聯分析，一共鑒定了19個顯著位點，其中有4個位點位于馴化選擇區間中。研究進一步從陸地棉A亞基因組鑒定了一些受到馴化選擇的基因，與纖維的長度相關；在D亞基因組鑒定了一些與逆境響應相關基因，可促進纖維的伸長。研究發現D亞基因組的類黃酮代謝關鍵基因受到馴化選擇，在馴化種中下調表達，可能與白色纖維的發育相關。在了解這些控制纖維品質性狀的重要基因位點之后，研究者可以進一步對棉花纖維品質進行遺傳改良。

　　這項研究是首次在植物中對非編碼區的調控變異進行分析，為在其他物種中挖掘功能變異提供了重要參考。