科学家揭示关键基因 动态调控棉花纤维伸长

陈小将

中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良团队与棉花高产育种团队联合国外科研单位，开展了棉花纤维动态伸长相关基因的表达调控和新等位基因的鉴定研究，构建了纤维伸长相关基因的调控网络，揭示新等位基因潜在调控棉花纤维长度的分子机理。相关成果发表在《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》上。
　　棉花是世界上重要的天然纤维作物。陆地棉和海岛棉（又称长绒棉）是棉花的两个主栽四倍体棉种，陆海种间杂交为棉花纤维长度性状改良提供重要资源，但关于陆海群体纤维动态伸长的遗传机理却鲜有报道。因此，研究棉花纤维快速伸长时期表达基因的遗传变异和重要基因的动态调控对于棉花纤维伸长的机理解析及纤维长度的遗传改良具有重要的指导意义。
　　研究团队以陆地棉中36和海岛棉海7124为亲本，构建了回交自交系群体，并开展了191个子代的基因组重测序分析及47个子代发育纤维的转录组数据分析。研究发现，新等位基因在子代中的积累显著影响纤维长度，且影响纤维伸长的相关新等位基因在某些子代中出现“超亲”表达。研究人员进一步对纤维表达基因进行定位分析，绘制了纤维伸长相关基因的动态表达调控网络图，从中筛选出105个影响纤维伸长的候选基因，其中包含15个新等位基因。通过基因编辑技术验证到一个调控棉花纤维伸长的烷烃羟化酶基因GhMAH1。研究结果为解析棉花陆海群体纤维长度变异提供了新思路，为培育长纤维棉花新种质提供了理论基础。
　　据了解，该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。