我科學家揭示棉花纖維強度提升主要原因

       近日，中國農業科學院棉花研究所棉花資源創新利用創新團隊與山東農業大學合作開展了棉花中外源片段的相關研究，發現了陸地棉中來自二倍體野生棉瑟伯氏棉（D1）的外緣片段是引起群體中標記嚴重偏分離、纖維強度提升的主要原因，為解析標記偏分離、外源片段導入及關鍵農業性狀之間的相互關系提供了分子生物學證據。相關研究成果在線發表在《工業作物與產品（Industrial Crops and Products）》上。


       據團隊首席科學家杜雄明研究員介紹，現有陸地棉品種遺傳基礎比較狹窄，限制了其纖維品質的進一步改良。棉屬中豐富的品種資源為陸地棉育種和遺傳改良提供了遺傳物質基礎，因此種間雜交策略在棉花育種過程中得到了廣泛應用。在種間雜交育種過程中，嚴重偏分離的標記常常由于不符合遺傳作圖分析中假設的標準分離比而被剔除，由此可能會錯失與生物關鍵遺傳特性有關的含偏分離標記的染色體區域。該研究發現超級優質纖維種質J02-508（纖維強度>38 cN/tex）的D08染色體上一個大片段區間（7.073-60.027 Mb）存在嚴重的偏分離現象，進一步研究發現在該區間有一個與纖維強度顯著相關的穩定QTL。隨后研究人員利用3227份棉花材料的重測序數據，確定了J02-508材料中D08染色體該區間來自二倍體野生棉瑟伯氏棉（D1），與群體中標記偏分離現象和纖維強度性狀相關。

       此外，標記偏分離現象和外源片段導入是遺傳研究中常見的現象，在其他物種中也有單獨報道。該研究結果表明，以前被淘汰的偏分離標記可能與有價值的性狀有關，尤其是在分析可能攜帶大量外源染色體片段的導入系時，應改進傳統的QTL定位策略。該研究不僅有助于了解棉花種間雜交在育種中的重要性，而且為利用Illumina重測序數據分析大尺寸外源基因組片段提供了新思路。

       該研究得到國家重點研發計劃、山東省現代農業產業技術體系、山東省自然科學基金等資助。（通訊員 梁冰）