优质棉花种类的选育除了靠基因改进外,还有没有其他办法?华中农业大学王茂军教授课题组的最新研讨提醒了染色质三维结构这一棉花种类改进的全新靶点,为丰厚棉花种质资源,培养优质高产棉花新种类,拓荒了新的科研方向。相关研讨成果于北京时间9月16日晚在线发表于世界学术期刊《细胞》。
“曩昔,农作物育种主要看基因序列,经过改进基因来培养优质棉花种类。”论文通讯作者王茂军教授介绍,为找到棉花种类选育的新途径,研讨团队选取了301份包括半野生、人工培养的陆地棉种质资源,针对棉花纤维发育进程,完成了337套高精度染色质空间结构数据收集,制作出棉花集体三维基因组图谱。凭借这一图谱,科研人能直观比照不同棉花种类的染色质三维结构,还能对棉花驯化进程中的染色质三维结构改动进行精准量化剖析。
研讨多个方面数据显现,半野生棉与人工培养棉之间有1619对同源基因存在表达差异,其间超对折的差异都与染色质三维结构重塑有关。这在某种程度上预示着人工驯化不只带来了基因序列的纤细改动,更促进了细胞核内染色质三维结构的隐性重塑。
“浅显点说,棉花纤维的质量‘暗码’不只写在基因序列里,还藏在基因的空间折叠方法中——基因在细胞核里怎么排布、怎么折叠,相同决议棉花纤维质量的好坏。”王茂军说,团队由此将笼统的染色质结构鸿沟、染色质环等染色质三维结构的目标正式归入作物杂乱性状的育种剖析系统,以棉花集体三维基因组图谱为根底,确定了88个染色质结构鸿沟、203个染色质环为中心驯化位点,定位到能明显促进棉花纤维发育、提高纤维质量的中心基因,为改进棉花纤维质量供给了全新靶点。
王茂军表明,该研讨有望推进棉花育种逐渐从“改进基因”的一维形式,向“重塑空间结构”的立体形式跨进,为棉花的种类立异、质量提高,供给新的理论支撑和途径一箭双雕。(记者侯文坤)
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