实验室揭示新等位基因动态调控棉花纤维伸长分子机理

作者：棉花生物学国家重点实验室 日期：2022-07-08 访问量：

实验室棉花分子遗传改良创新团队联合棉花高产育种团队及新墨西哥州立大学开展了棉花纤维动态伸长相关基因的表达调控和新等位基因的鉴定研究，构建了纤维伸长相关基因的调控网络，揭示新等位基因潜在调控棉花纤维长度的分子机理。相关成果以“Expressed-genes and their new alleles identification during fibre elongation reveal the genetic factors underlying improvements of fibre length in cotton”为题发表在工程技术1区Top期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF=13.263）上。

棉花是世界上重要的天然纤维作物。陆地棉和海岛棉是棉花的两个主栽四倍体棉种，海岛棉又称“长绒棉”，陆海种间杂交群体为棉花纤维长度性状改良提供重要资源，但关于陆海群体纤维动态伸长的遗传机理却鲜有报道。因此，研究棉花纤维快速伸长时期表达基因的遗传变异和重要基因的动态调控对于棉花纤维伸长的机理解析及纤维长度的遗传改良具有重要的指导意义。

研究团队利用陆地棉中36和海岛棉海7124为亲本构建了回交自交系群体，并开展191个子代的基因组重测序分析及47个子代发育纤维的转录组数据分析。研究发现新等位基因在子代中的积累显著影响纤维长度，且影响纤维伸长的相关新等位基因在某些子代中出现“超亲”表达。研究人员进一步对纤维表达基因进行定位分析，绘制了纤维伸长相关基因的动态表达调控网络图，从中筛选出105个影响纤维伸长的候选基因，其中包含15个新等位基因。CRISPR-cas9验证到一个烷烃羟化酶基因 GhMAH1 调控棉花纤维伸长。研究结果为解析陆海群体纤维长度变异提供了新思路，为培育长纤维棉花新种质提供了理论基础。

中棉所博士后马建江为该论文第一作者，博士裴文锋和北京诺禾致源生物信息技术公司技术总监姜亚菲为共同第一作者。中棉所于霁雯研究员、吴建勇研究员和新墨西哥州立大学张金发教授为论文共同通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金创新研究群体、棉花生物学国家重点实验室基本科研业务费、中国农业科学院科技创新工程项目的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.13874

纤维伸长发育相关表达基因鉴定