为了挖掘基因组变异与纤维品质之间的联系,研究鉴定了36个与纤维品质性状相关的QTL。进一步整合eQTL和QTL结果,发现34个QTL中的部分基因能够与不同时期的eQTL共定位。随后,对所有共定位基因在亲本和渐渗系间的表达变化进行表征,构建了群体中渐渗片段的调控分歧模型,揭示了海岛棉基因组片段在陆地棉纤维品质改良中的作用。此外,通过转录组分析,作者挖掘到一个在纤维中表达量存在显著差异的基因GhFLAP1(encodes a fluctuating light acclimation protein,波动光适应蛋白)。随后分析该基因在两个亲本中的序列变异,发现在Emian22的基因区插入了3,639 bp的序列。创制GhFLAP1基因的敲除突变体,并进行纤维品质鉴定,发现与野生型相比,突变体的纤维长度显著降低。
综上所述,该研究提供了大量关于基因组片段和纤维品质之间的遗传调控信息,对于优质棉纤维育种具有重要的参考价值,并有助于加快棉花新品种培育。基因渐渗片段的调控效应分析为研究基因渐渗对其他物种表型变异的贡献提供了重要依据。
华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室和湖北洪山实验室的王茂军教授、张献龙院士和美国爱荷华州立大学的Jonathan F. Wendel院士为该论文的共同通讯作者,华中农业大学已毕业博士生陈鑫媛、博士生胡修宝和已毕业博士生李果为该论文的共同第一作者。华中农业大学的章元明教授、林忠旭教授和美国爱荷华州立大学的Corrinne E. Grover等也参与了本项研究。该研究中的田间实验在黄冈市农业科学院棉麦研究所李蔚团队的实验站完成。