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喻树迅院士研究团队揭示棉花早熟性遗传进化机理及其功能基因作用新机制

来源: 遗传育种研究室 作者:魏恒玲      访问统计:       添加日期: 2020-07-15

  近日,由喻树迅院士带领的棉花早熟遗传改良创新团队在棉花早熟性遗传进化及其候选基因功能验证研究方面取得新突破,推进了我国在棉花早熟研究方面的进展,也为后续深入研究棉花的早熟机制和分子机理奠定了良好基础。相关2篇研究论文在线发表在国际知名期刊《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》(影响因子8.15)上。
  该团队利用收集的436份国内外变异广泛的陆地棉材料,采用全基因组重测序方法,构建了群体的SNP变异图谱,通过对包含136份早熟棉资源在内的356份陆地棉材料进行深度重测序,并结合公共数据库中的80份陆地棉材料共获得了10,118,884个高质量的SNPs。利用全基因组关联分析(GWAS)鉴定到控制陆地棉早熟性的307个显著遗传位点和重要调控基因。两个早熟遗传热点区域位于 D03和A05 染色体,共包括88.92%的关联位点。其中在D03号染色体发现与标记rsD03_39122594紧密连锁的棉花早熟候选基因Ghir_D03G011310,并发现其在短季棉育种历程中受到了强烈的人工选择。在A05号染色体发现Ghir_A05G017390和其在 Dt亚基因组中的同源基因与果枝始节位高度和株高显著关联。通过病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术发现抑制Ghir_A05G017390在“中棉所50号”中的表达可以影响植株高度。本研究中鉴定的在现代育种过程中受选择的棉花早熟性位点和基因,为将来棉花品种改良提供了理论依据。
  喻树迅院士博士研究生李黎贝为该论文第一作者,喻树迅院士为通讯作者。
  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13446。
  与此同时,该团队利用不同熟性的棉花高分辨率时间动态转录组,鉴定到棉花开花相关基因GhCAL,并对其介导的棉花开花调节途径进行了解析。研究发现GhCAL基因沉默的转基因棉花植株花芽分化和开花时间显著延迟,GhCAL能够与GhAP1-A04/GhAGL6-D09形成异源二聚体,同时调节GhAP1-A04和GhAGL6-D09的表达。GhAP1-A04和GhAGL6-D09沉默的棉花植株也表现出明显的开花延迟。因此,推测GhCAL可能通过调控GhAGL6-D09和GhAP1-A04的表达来调控棉花从营养生长向生殖生长的转变。该研究对棉花早熟基因的挖掘和早熟棉分子改良具有重要意义。
  喻树迅院士博士研究生程帅帅为该论文第一作者,喻树迅院士为通讯作者。
  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13449。

 
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