近日，石河子大學(xué)聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)在The Plant Journal（中國科學(xué)院1區(qū)TOP期刊,，五年影響因子7.1）在線發(fā)表了題為“GWAS and eQTL analyses reveal genetic components influencing the key fiber yield trait lint percentage in upland cotton”的研究論文,。該研究通過轉(zhuǎn)錄組測序了312份陸地棉種質(zhì)（含新疆主栽品種及育種中間材料）,，結(jié)合田間表型和基因組重測序數(shù)據(jù),，鑒定了調(diào)控棉花衣分性狀的調(diào)控位點(diǎn)和候選基因,。進(jìn)一步通過整合優(yōu)異遺傳位點(diǎn),，系統(tǒng)評(píng)估了不同陸地棉品種對(duì)衣分性狀的改良潛力,，據(jù)此篩選出了精準(zhǔn)培育高衣分棉花新品種的有價(jià)值育種材料,。

本研究采用GWAS,、eQTL定位、TWAS及共定位分析,，系統(tǒng)解析衣分的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò),。eQTL分析鑒定出13859個(gè)調(diào)控位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)D10染色體上的Hot26和Hot28熱點(diǎn)協(xié)同調(diào)控186個(gè)基因,，涉及細(xì)胞壁合成,、活性氧代謝及激素響應(yīng)通路。通過TWAS分析,，鑒定Ghir_A12G025980（HSP22）為核心候選基因,，HSP22作為葉綠體熱激蛋白，其高表達(dá)顯著降低衣分（圖1）

圖1：基于TWAS鑒定衣分性狀相關(guān)候選基因

通過馴化選擇分析表明,，栽培種衣分相關(guān)位點(diǎn)的遺傳多樣性顯著低于半野生棉,，表明還存在未充分挖掘的育種潛力。此外,，構(gòu)建56個(gè)有利等位基因庫,，篩選出20份高聚合材料，為親本選配提供資源（圖2）,。

圖2：有利等位基因位點(diǎn)在312份材料中的聚合情況

綜上,，本研究結(jié)果為棉花高產(chǎn)育種提供了重要理論依據(jù)與實(shí)踐策略?；?/span>QTL和eQTL熱點(diǎn)開發(fā)的分子標(biāo)記可加速早代材料篩選,，縮短育種周期；GRF7基因編輯創(chuàng)制纖維增殖增強(qiáng)的新種質(zhì),。并提出了一個(gè)高衣分育種策略：（1）選擇累積大量的有利位點(diǎn)且高衣分表型的父母本,；（2）選擇具有豐富的遺傳背景和穩(wěn)定特征的父母本；（3）選擇合適的地區(qū)種植,。這些結(jié)果為挖掘和揭示基因參與調(diào)控棉花衣分的分子機(jī)制提供了新思路,，同時(shí)也為高衣分棉花育種擴(kuò)充了可靠的種質(zhì)資源。

石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物學(xué)博士郭春平為論文第一作者,，石河子大學(xué)院士工作站聶新輝教授、張獻(xiàn)龍?jiān)菏?、王茂軍教授以及尤春源研究員為通訊作者,。感謝作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)提供高性能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，感謝新疆農(nóng)墾科學(xué)院,、新疆農(nóng)科院,、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師、第五師,、第七師,、第八師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,、新疆合信科技發(fā)展有限公司、新疆塔里木河種業(yè)股份有限公司及新疆惠遠(yuǎn)種業(yè)股份有限公司等科研單位提供種質(zhì)資源和表型鑒定生態(tài)環(huán)境,。感謝兵團(tuán)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目（2023AA102-2-1）,、天山英才科技創(chuàng)新青年拔尖人才項(xiàng)目（2023TSYCCX0117）、國家自然科學(xué)基金（32260510）和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)石河子市科技發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目（2022NY01）持續(xù)支持,。

（通訊員：吳元龍 郜建銳 鞏芮君）