实验室宋国立研究员团队成功构建棉属转座子变异图谱

作者：棉花生物育种与综合利用全国重点实验室 日期：2024-07-04 访问量：

实验室宋国立研究员团队构建了棉属转座子变异图谱，揭示了转座子活动在现代棉花培育过程中的重要作用。相关研究成果以”Cotton transposon-related variome reveals roles of transposon-related variations in modern cotton cultivation”为题发表在综合性期刊1区Top期刊《Journal of Advanced Research》（IF=""11.4）上。

转座子活动是生物基因组创新的重要驱动力。在棉花中，关于转座子的研究大多集中于讨论转座子对棉属基因组扩张及分化的影响，而关于转座子活动对现代棉花培育的影响则研究较少。

该研究构建了包含35980个转座子活动在内的图形化棉属转座子变异组。随后研究人员开发了单层甲基化捕获模型SLMH进行转座子活动的甲基化程度评估，研究发现棉花基因组上最新插入的转座子具有较低的甲基化水平，表明育种活动能够影响转座子的表观遗传特征。进一步，研究人员将已发表的167份陆地棉材料基因组及转录组数据比对至图形转座子变异图谱上，通过“关联分析-t检验-eQTL鉴定-孟德尔随机化”的框架对转座子活动与基因表达及表型变化之间的关系进行了探究。在该框架下，研究人员挖掘到了一个能够影响纤维伸长的功能基因GhSPL4，表明该研究提出的多维度分析框架能够同时降低统计检验中I类错误与II类错误。基于该分析框架，研究人员利用交叉熵算法鉴定到了与棉种地理适应性相关的转座子活动，并发现了这些转座子活动的多效性。该研究构建的转座子变异图谱可以为棉花分子育种提供坚实的数据基础，提出的分析框架能够丰富功能基因的挖掘方法。

中棉所博士研究生刘上、程海亮副研究员、张友平助理研究员为论文共同第一作者，中棉所宋国立研究员、刘记副研究员为共同通讯作者。该研究得到国家棉花产业技术体系、河南省自然科学基金、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

Doi：10.1016/j.jare.2024.05.019

棉属转座子活动的鉴定、整合及利用