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河北农大陆海棉有望“联姻”育新种
来源:原创 时间:2021-08-26 08:48 编辑:宋岩
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近日,河北农业大学马峙英教授团队在《自然·遗传学》在线发表一项研究成果。该研究首次组装了陆地棉和海岛棉现代品种基因组,破译了海陆种间、陆陆种内基因组结构变异及其规律,揭示了陆地棉大规模种质材料结构变异的遗传效应,为作物重要性状改良提供了新的理论依据和资源。

棉花共有4个栽培种,其中经济价值较高的是2个四倍体栽培种——陆地棉和海岛棉。陆地棉产量高、适应性强,占全球棉花总产量90%以上;海岛棉产量低、纤维品质优良、抗病性好,约占全球棉花产量10%。长期以来,育种家在获得多逆境抗性的同时,努力通过协同提高产量和品质来培育陆地棉新品种,将海岛棉的优异性状转育到陆地棉中,以进一步改良品质和抗性。论文第一作者、共同通讯作者马峙英说,一直以来,人们对棉花现代育成品种的基因组信息、现代育种过程中基因组的结构变异仍缺乏深入了解,有关棉花结构变异的遗传效应鲜为人知。

河北农大马峙英团队率先组装了我国自育陆地棉现代品种农大棉8号和海岛棉Pima90的基因组,在农大棉8号中鉴定出80124个基因,其中1499个为预测的新基因;在Pima90中鉴定到79613个基因,其中1267个为预测的新基因。

为了在陆地棉现代育种中有效利用海岛棉基因组变异,通过比对分析Pima90与农大棉8号基因组,发现海岛棉存在大量影响基因表达的结构变异,而且在利用Pima90和陆地棉杂交培育的优质抗病新材料NDM373-9中检测到171个来自于海岛棉基因外显子区的变异,表明了对陆地棉改良的可行性。

该项研究还分析了结构变异对棉花重要经济性状的遗传效应。此外,他们发现,在陆地棉Dt11染色体的3个结构变异能够使棉花黄萎病病情指数大大降低,让棉花从感病变为耐病。在发现的60个抗黄萎病相关基因中,编码S-去甲乌药碱合成酶的基因GhNCS在抗黄萎病品种中的表达量显著低于感病品种,沉默该基因导致抗病性显著增强:可以使棉花品种NDM8由耐病变为抗病,使CCRI8由感病变为耐病。

马峙英表示,这一成果深化了棉花生物技术育种基础研究,将加快推进棉花品质、产量、抗病性等重要性状的分子改良。

文并编/河青新闻网编辑张艳 |频道主编赵雪飞|频道监制宋岩
声明:本内容为河青新闻网财经新闻频道独家创作作品,版权归河北青年报所有,禁止转载与截图引用
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