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异源四倍体棉花基因组从第二代到第三代的升级

导读2018年12月4日,英国杂志《自然-遗传学》在线发表了华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张献龙教授团队的最新研究成果。本研究利用第三

2018年12月4日,英国杂志《自然-遗传学》在线发表了华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张献龙教授团队的最新研究成果。本研究利用第三代测序组装技术、Hi-C染色体安装技术和光学图谱,将异源四倍体棉花基因组从第二代升级到第三代。与第二代异源四倍体棉花基因组相比,最新的第三代基因组在高度重复区域的连续性和完整性方面有了很大的提高。

据介绍,棉花是重要的经济作物,是世界天然纺织纤维的重要来源,在国民经济中占有重要地位。目前生产中主要栽培的棉花品种为异源四倍体棉花,90%以上的纤维产量来自四倍体棉花。陆地棉具有高产的优势,海岛棉具有纤维品质高、长、细、强的优势。要培育高产优质的陆地棉品种,一个重要的方法就是将海岛棉优良的纤维特性引入陆地棉。因此,了解陆地棉和海岛棉的详细基因组信息将有助于培育优良的异源四倍体棉花品种。

通过比较基因组学分析,最新研究证实棉花多倍体化后可能发生广泛的结构变异。本研究还构建了导入系群体,将海岛棉优良染色体片段导入陆地棉,鉴定出13个与优质纤维品质相关的数量性状位点。研究结果有助于棉花进化基因组学和功能基因组学的研究,为棉花纤维改良和育种提供重要依据。

张献龙教授及其团队长期从事棉花生物技术和育种应用的研究,在国际上率先实现了从野生棉花体细胞和原生质体进行植株再生,实现体细胞融合和植株再生;建立了高通量的棉花转基因体系;CRISPR-Cas9技术在棉花上的成功应用;鉴定了一系列与抗病、耐高温和纤维发育相关的重要功能基因。完成了海岛棉的基因组测序,揭示了棉花的驯化过程,为全基因组育种奠定了基础。

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