近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花分子遺傳改良團隊與棉花高產(chǎn)育種團隊聯(lián)合國外科研單位，開展了棉花纖維動態(tài)伸長相關(guān)基因的表達調(diào)控和新等位基因的鑒定研究，構(gòu)建了纖維伸長相關(guān)基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示新等位基因潛在調(diào)控棉花纖維長度的分子機理。相關(guān)成果發(fā)表在《Plant Biotechnology Journal》（《植物生物技術(shù)》）上。

 

　　棉花是世界上重要的天然纖維作物。陸地棉和海島棉（又稱長絨棉）是棉花的兩個主栽四倍體棉種，陸海種間雜交為棉花纖維長度性狀改良提供重要資源，但關(guān)于陸海群體纖維動態(tài)伸長的遺傳機理卻鮮有報道。因此，研究棉花纖維快速伸長時期表達基因的遺傳變異和重要基因的動態(tài)調(diào)控對于棉花纖維伸長的機理解析及纖維長度的遺傳改良具有重要的指導(dǎo)意義。

 

 

 

圖為利用基因編輯技術(shù)鑒定到影響棉花纖維伸長的GhMAH1基因。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所供圖

 

　　研究團隊以陸地棉中36和海島棉海7124為親本，構(gòu)建了回交自交系群體，并開展了191個子代的基因組重測序分析及47個子代發(fā)育纖維的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析。研究發(fā)現(xiàn)，新等位基因在子代中的積累顯著影響纖維長度，且影響纖維伸長的相關(guān)新等位基因在某些子代中出現(xiàn)“超親”表達。研究人員進一步對纖維表達基因進行定位分析，繪制了纖維伸長相關(guān)基因的動態(tài)表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖，從中篩選出105個影響纖維伸長的候選基因，其中包含15個新等位基因。通過基因編輯技術(shù)驗證到一個調(diào)控棉花纖維伸長的烷烴羥化酶基因GhMAH1。研究結(jié)果為解析棉花陸海群體纖維長度變異提供了新思路，為培育長纖維棉花新種質(zhì)提供了理論基礎(chǔ)。