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《自然•遗传》(Nature • Genetics)发表我院朱玉贤院士关于雷蒙德氏棉花基因组的研究成果

日期: 2012-08-28

8月26日在线出版的《自然·遗传》杂志以“articles”形式发表了题为“The draft genome of a diploid cotton Gossypium raimondii”的研究论文,全面报道了中国科学家研究栽培棉祖先雷蒙德氏基因组的最新进展。

棉花是世界上最重要的经济作物之一,是最重要的纤维作物和重要的油料作物。棉纤维是已知纤维素纯度最高的天然资源,在世界纺织工业中具有重要的经济地位。2011年世界纺织工业总产值约为6300亿美元,仅我国大陆就达到2000亿美元左右,是国民经济的重要支柱产业。

栽培棉花是异源四倍体(AADD),基因组达到2500兆碱基对,由AA(约1700兆碱基对)和DD(约850兆碱基对)两个两倍体亚基因组杂合而成。朱玉贤院士与中国农科院棉花研究所喻树讯院士、深圳华大基因组学研究所王俊博士等合作,不仅解析了雷蒙德氏棉花基因组序列,而且对DD基因组的转录本和重要功能基因做了系统和全面的分析,首次较为准确地报道了很可能发生在1.3亿年(115.4~146.1百万年)前的古双子叶植物基因组复制事件和发生在1600万年(13.3~20.0百万年)前的棉花基因组复制事件,证实了超长联脂肪酸途径和乙烯代谢途径对棉纤维发生发育的重要意义,解析了棉酚合成基因的起源和演化。他们的研究发现,“可可”与棉花基因组拥有最大量的同源序列,因此可能是亲缘关系最近的物种。上述研究结果将对人类认识古双子叶植物基因组复制机制产生深远和持久的影响。

朱玉贤院士认为,随着中国科学家分别完成对DD、AA以及AADD基因组的全序列分析,有可能回答为什么将纤维全部败育的DD基因组导入纤维长度1.3~1.5cm的AA1基因组中却得到长度超过3cm的陆地棉?为什么将DD基因组导入纤维长度1.3~1.5cm的AA2基因组中能得到长度超过3.6cm的海岛棉?

该研究受到国家科技部棉花973项目、国家自然科学基金委植物激素重大专项和科技部国家重点实验室基金资助。