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    中棉所杜雄明研究员团队率先揭示古老棉种蓬蓬棉的基因组分化特征

    来源: 棉花资源创新利用创新团队 作者:何守朴      访问统计:       添加日期: 2021-06-08

      近日,中国农业科学院棉花研究所杜雄明研究员团队利用遗传学和全基因组关联分析等方法,系统地研究了一种在我国南方的多个海岛生长了数百年的陆地棉多年生半野生棉——蓬蓬棉(G. hirsutum purpurascens),揭示了其进化地位,为拓宽陆地棉遗传多样性提供了理论依据和材料基础。相关研究结果以“Genomic insight into the divergence and adaptive potential of a forgotten landrace G. hirsutum L. purpurascens”为题于2021年5月31日发表在《遗传学与基因组学杂志(Journal of Genetics and Genomics)》上。
      陆地棉是世界上栽培最广的棉种。目前,公认的7个陆地棉半野生棉均分布在中美洲地区。蓬蓬棉是多年生陆地棉半野生棉,常见于我国南方的多个海岛,其在当地四季都开花,也被称作“四季棉”。因蓬蓬棉种质资源稀少而缺乏系统研究,其进化地位也未得到确认。自2010年起,在科技部基础性工作专项(2012FY110500)等项目的大力支持下,杜雄明研究员团队经多次实地考察,从我国广东硇洲岛和特呈岛、海南岛和西沙群岛等地区共搜集蓬蓬棉种质46份。
      本研究通过分析蓬蓬棉、中美洲半野生棉和现代栽培种群体的基因型发现,蓬蓬棉是一个相对古老的陆地棉半野生棉,可能是数百年前地理大发现时代随全球贸易商船或洋流运动传入我国境内。群体比较结果表明,蓬蓬棉基因组上携带一些特殊单体型区段,与中美洲陆地棉半野生棉和现代栽培种均存在差异,这些染色体区段对重新认识陆地棉在我国的引进和驯化历史,进一步拓展现代栽培陆地棉的遗传多样性具有重要意义。本研究还利用蓬蓬棉光周期敏感、纤维产量低和品质差等特性,利用全基因组关联分析(GWAS)方法鉴定到大量与开花期、纤维产量和纤维品质相关的SNP标记,这些标记所在的单体型区间为进一步发掘相关性状功能基因奠定了重要基础。
      本研究得到了“十三五”国家重点研发计划和农业农村部种质资源?;ぷㄏ畹认钅康淖手?。中棉所巴基斯坦博士留学生Mian Faisal Nazir和何守朴副研究员为论文的共同第一作者,杜雄明研究员为通讯作者。
    图1:蓬蓬棉(G3)与中美洲陆地棉地方种(G4)、其他西南考察种质(G2)和现代栽培种质(G1)之间的关系
     

     
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