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《干旱下棉花产量和纤维品质协同改良的遗传机制》

  • 来源专题：生物育种
  • 编译者： 季雪婧
  • 发布时间：2024-09-11
  •      Advanced Science在线发表了华中农业大学棉花遗传改良团队题为“Dissecting the Superior Drivers for the Simultaneous Improvement of Fiber Quality and Yield under Drought Stress Via Genome-Wide Artificial Introgressions of Gossypium barbadense into Gossypium hirsutum”的研究论文。研究基于陆地棉栽培种鄂棉22（E22，产量高）为背景的海岛棉3-79（纤维品质优）的种间染色体置换系（CSSLs）群体，利用多种定位方法鉴定到多个干旱下棉花产量和纤维品质协同的QTL，并解析了棉花抗旱关键基因DRR1和DRT1的生物学功能。
  • 原文来源：http://www.ebiotrade.com/newsf/2024-8/20240829065730336.htm
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相关报告

  • 《棉花遗传改良团队解析TT16协同MYB-bHLH-WD（MBW）复合体调控棕色纤维产生的遗传机制》
    • 来源专题：生物育种
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2024-10-29
    •     棉花（Gossypium spp.）作为一种主要的经济作物和重要的纺织材料，在全球范围内被广泛种植。除了大家熟知的白色棉花以外，彩色棉同样具有悠久的历史，早在明清时期就作为时尚单品风靡一时，据史料记载，彩棉织就的紫花布衣曾经一度成为欧洲贵族身份的象征。与白色棉花不同，彩色棉天然具有色彩，在纤维发育过程中，色素逐渐积累，最终成熟纤维呈现为彩色。因此，彩棉免去了印染、漂白等加工过程，减少化学染料使用的同时，避免了化学物质残留对人体的潜在危害。然而，彩色棉纤维品质较差、色谱狭窄且不稳定等特点，严重制约了其产业发展。目前，深入挖掘彩棉形成的遗传机制和调控网络，利用现代生物技术，更加有效地赋能调控基因，并结合传统杂交技术，被认为是突破彩棉发展瓶颈的有效手段。     10月13日，棉花遗传改良团队在Plant Physiology 在线发表了题为“TRANSPARENT TESTA 16 collaborates with MYB-bHLH-WD40 transcriptional complex to produce brown fibre cotton”的研究论文，揭示了转录因子TT16协同MBW复合体调控棕色纤维产生的遗传机制。该团队前期利用海岛棉Pima90-53与陆地棉HD208杂交并自交多代产生的纯合的深棕色棉突变体Ys 以及收集得到的100份棕色棉和109份白色棉花，开展连锁分析和关联分析，定位到控制棕色棉的遗传区域LC1，并将其分解为两个遗传位点qBF-A07-1和 qBF-A07-2，其中qBF-A07-1介导棕色棉颜色的产生，而qBF-A07-2影响了棕色棉的深浅。在此基础上，分别发掘了两个位点可能的候选基因Gh_TT2和Gh_WD。研究团队对两个基因的转化系5-15 DPA纤维取样，并对转录组数据进行联合分析，揭示了两基因间复杂的博弈关系影响代谢物的流向以及细胞内花青素和原花青素的比例，进而使纤维呈现不同的颜色。综上，该研究提出了调控棕色棉产生的GhTT16 -MBW -PABGs 调控网络，为彩色棉的创制以及遗传改良提供了理论基础。
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  • 《“棉花基因组变异与纤维品质和产量遗传研究”取得新进展》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：zhangyi8606
    • 发布时间：2018-05-15
    • 5月8日，国际权威期刊Nature Genetics在线发表了由中国科学家完成的一项在棉花基因组变异和纤维性状遗传领域的研究成果，该研究通过首次对来自中、美、澳等主要植棉国的419份陆地棉核心种质的基因组重测序，确定了一系列在长期的自然选择和人工选育过程中，与棉花纤维长度、强度、铃重、衣分等重要性状相关的基因组变异和位点及其分布规律，为棉花重要性状定向育种提供了较为精准的标记和基因资源。 该研究通过对上述419份陆地棉核心种质进行深度达6.55倍的基因组重测序，鉴定出3665030个单核苷酸多态性（SNP）。研究人员通过与陆地棉野生种系全基因组功能基因SNP变异比较，首次发现23876个（33.88%）基因无任何SNP变异，表明这些基因在长期驯化过程中高度保守；发现33899（40.10%）和6957（9.87%）个基因分别表现为SNP变异数减少和增加，暗示这些基因应是育种改良予以重点关注的基因。同时，研究人员在我国黄河流域、长江流域和西北内陆3大棉区6个地点12个环境鉴定了与纤维长度、强度、铃重、衣分等13个纤维品质和产量性状，获得了近20万个表型数据。基于测定的3665030个SNP的全基因组关联分析，研究人员共鉴定出11026个与13个性状显著关联的SNP，并找到了多个与纤维长度、强度等显著关联的SNP所在的基因位点。 因其广泛适应性和高产特性，陆地棉的种植占全球棉花的90%以上。马峙英告诉记者，深入挖掘不同种类种质资源特别是核心种质的基因组变异仍是一项重要的研究工作。特别是随着纺织工艺的改进，人们对棉花纤维品质提出更高的要求，通过深化对种质资源表型变异的分子基础研究和优异遗传变异位点发掘，实现棉花品质、产量等重要性状的有效选择与改良仍然是棉花育种的重大科学问题。 据了解，参与这一长期研究的研究者全部为中国科学家，他们来自于河北农业大学华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室马峙英团队、中国农业科学院棉花研究所杜雄明研究员团队等8个单位。
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