近日，《Nature Genetics》以Articles形式在線發表了浙江大學農學院張天真教授牽頭的一個國際團隊完成的研究論文“Gossypium barbadense and Gossypium hirsutum genomes provide insights into the origin and evolution of allotetraploid cotton”，報道了它們的起源和種間分化的遺傳機制，揭示了陸地棉廣適性、長絨海島棉優質的遺傳基礎。

　　棉花是世界*的纖維作物和紡織工業原料。棉紡織品具有優越的透氣性、舒適性、保暖性，深受人們的喜愛。四倍體化后，人類馴化了陸地棉（Gossypium hirsutum L.）和海島棉（G. barbadense）。陸地棉產量高，纖維好，適應性廣，產量占世界棉花總產的90%以上。長、強、細，光滑有色澤的海島棉又稱長絨棉是國際*品的主要紡織材料，產量低，僅能在新疆、埃及、美國亞利桑那州等少數干旱地區種植，因此價格昂貴。人們一直努力想解析陸地棉和海島棉這種產量、品質和適應性差異形成的原因，并培育出綜合海陸高產、纖維優良、適應性強的棉花新品種，但是一直沒有成功。

　　本成果利用了以色列NRGene公司的 DeNovoMAGIC組裝技術，結合Bionano光學圖譜、超高密度遺傳圖譜、Hi-C等輔助技術，組裝出陸地棉遺傳標準系TM-1和我國自育的海島棉品種Hai7124染色體水平基因組，基因組完整性，尤其在重復序列富集的著絲粒區域組裝完整性有了大幅提升。海陸基因組比較分析發現，特異基因表達、擴增和染色體結構變異是海陸馴化后分化的主要原因。其中纖維發育期間，膜轉運、糖合成、碳水化合物代謝通路等相關基因海、陸差異富集，蔗糖轉運、離子轉運、液泡轉化酶等、液泡中滲透物質調節等調控細胞伸長相關基因在海島棉纖維發育中的表達持續時間遠長于陸地棉，是長絨“*棉”產生的主要原因。此外，陸地棉中有更多的乙烯、ABA信號調控的基因被激活，調控對冷、熱等逆境響應，這可能與陸地棉的廣適性密切相關。A01染色體陸地棉大片段序列的漸滲分析發現，確實存在中亞型或新疆型海島棉。

　　該研究是張天真教授團隊繼主導組裝出陸地棉*代基因組，揭示多倍體物種染色體亞組非對稱性進化（Nat Biotechnol 2015）、解析從樹棉到美棉，再到全球*纖維作物棉花的馴化和改良遺傳基礎（Genome Biol 2017, Nat Genet 2017）之后，在基因組學研究領域取得的又一項突破性成果。該項成果得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、浙江大學優勢學科和溢達集團等大力支持。南京農業大學、基諾信息科技（深圳）有限公司、以色列NRGene、澳大利亞紐卡斯爾大學、美國農業部南方研究中心、溢達集團、巴基斯坦國家生物技術和遺傳改良研究中心、福建農林大學、中科院上海植物生理生態研究所等國內外多家科研機構項目參與了本項目的研究。

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