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棉花所解析强优势杂交棉亲本优良性状形成分子机理

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  近日,365体育网投棉花研究所长江育种课题组在基因组水平上揭示了中棉所63等系列强优势杂交棉优异亲本优良性状形成的分子机理,并且发现一个与衣分、衣指、子指等性状改良密切相关的核心基因组片段以及关键基因WAKL3,为继续改良和培育高产优质的优异亲本提供了可贵的基因和材料资源。相关研究成果在线发表在《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》上。

  棉花是世界上最主要的经济作物之一,也是纺织工业的重要原料。强优势杂交棉新品种的选育与利用是提高棉花产量、改善纤维品质和增强棉花品种适应性的有效途径。优异亲本的创制是强优势杂交棉品种育成的关键。棉花所长江育种课题组通过技术创新,培育出9053和中9018等具有共同核心亲本种质来源的优异亲本群,高效率地育成了中棉所63和中棉所66等十多个强优势杂交棉新品种。中棉所63连续六年被农业农村部推荐为主导品种,在长江流域首次实现籽棉亩产超千斤,累计推广面积大,影响深远,有力地推动了我国棉花科技和产业的发展。但是,棉花杂种优势机理以及优良性状形成的分子机理尚不清楚。

  为解析棉花杂种优势机理以及优良性状形成的分子机理,指导下一步优异亲本创制和强优势杂交棉选育工作,棉花所长江育种课题组对自育的7个优异亲本材料和19个在优异亲本培育中发挥重要作用的骨干亲本进行高深度基因组重测序,结合单核苷酸多态性(SNP)和血统识别追踪(IBD)等相关分析,揭示了优异亲本基因组中共有的而且在育种系谱中可追踪的核心基因组片段,并且发现一个与衣分、衣指和子指等性状密切相关的关键基因组片段;同时揭示该基因组片段内WAKL3基因的一个SNP位点导致WAKL3激酶结构域中的亮氨酸改变成脯氨酸,这一SNP位点在衣分、衣指和子指等性状改良中发挥重要作用。该研究揭示了中棉所63等系列强优势杂交棉优异亲本创制的分子轨迹,为继续改良和培育高产优质的优异亲本提供了可贵的基因和材料资源。

  该研究得到了国家重点研发计划、国家棉花产业技术体系、国家自然科学基金的资助。(通讯员 梁冰)

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.13013

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