实验室杜雄明研究员团队揭示棉花纤维强度提升主要原因

作者：棉花生物学国家重点实验室办公室 日期：2020-11-11 访问量：

　　近日，实验室杜雄明研究员团队与山东农业大学合作开展了棉花中外源片段的相关研究，发现了陆地棉中来自二倍体野生棉瑟伯氏棉（ D1）的外缘片段是引起群体中标记严重偏分离、纤维强度提升的主要原因，为解析标记偏分离、外源片段导入及关键农业性状之间的相互关系提供了分子生物学证据。相关研究结果以“ Alien genomic introgressions enhanced fiber strength in upland cotton (Gossypium hirsutumL.)”为题发表在农林科学领域一区顶级（ Top）期刊《工业作物与产品（ Industrial Crops and Products）》上。
　　现有陆地棉品种遗传基础比较狭窄，限制了其纤维品质的进一步改良。棉属中丰富的品种资源为陆地棉育种和遗传改良提供了遗传物质基础，种间杂交策略在棉花育种过程中得到了广泛应用。在种间杂交育种过程中，严重偏分离的标记常常由于不符合遗传作图分析中假设的标准分离比而被剔除，由此可能会错失与生物关键遗传特性有关的含偏分离标记的染色体区域。该研究发现超级优质纤维种质 J02-508（纤维强度 >38 cN/tex）的 D08染色体上一个大片段区间（ 7.073-60.027 Mb）存在严重的偏分离现象，进一步研究发现在该区间有一个与纤维强度显著相关的稳定 QTL。随后研究人员利用 3227份棉花材料的重测序数据，确定了 J02-508材料中 D08染色体该区间来自二倍体野生棉瑟伯氏棉（ D1），与群体中标记偏分离现象和纤维强度性状相关。
　　此外，标记偏分离现象和外源片段导入是遗传研究中常见的现象，在其它物种中也有单独报道。该研究结果表明，以前被淘汰的偏分离标记可能与有价值的性状有关，尤其是在分析可能携带大量外源染色体片段的导入系时，应改进传统的 QTL定位策略。本研究不仅有助于了解棉花种间杂交在育种中的重要性，而且为利用 Illumina重测序数据分析大尺寸外源基因组片段提供了新思路。
　　该研究得到国家重点研发计划、山东省现代农业产业技术体系、山东省自然科学基金和转基因育种重点项目等的资助。中国农业科学院棉花研究所杜雄明研究员和山东农业大学宋宪亮教授为论文共同通讯作者。山东农大和中棉所共同培养的已毕业博士生王丽媛，中棉所何守朴副研究员为论文的共同第一作者。
      原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669020309456