世界首個！武漢大學院士團隊取得突破性研究成果，登上《自然•遺傳》！

4月13日，國際期刊Nature Genetics《自然•遺傳》發表了題為&34;的論文，武漢大學高等研究院朱玉賢院士和美國農業部（USDA-ARS）John Z. Yu教授為該論文的共同通訊作者，朱玉賢團隊已畢業的黃蓋博士和武漢大學吳志國副教授為共同第一作者。這篇論文是朱玉賢院士團隊在棉花基因組領域取得的重要突破性成果。

棉花是全球最重要的經濟作物之一，共包含4種人工馴化的栽培品種，其中草棉（A1基因組）和亞洲棉（A2基因組）為二倍體A基因組；陸地棉（AD1基因組）和海島棉（AD2基因組）為異源四倍體AD基因組。AD基因組是由D基因組和A基因組通過自然雜交和染色體加倍而形成。學者公認其D亞基因組供體為雷蒙德氏棉（D5基因組），其A基因組供體則長期處於爭論狀態中。

棉屬基因組共線性分析（a）和新鑑定的兩個染色體倒位（b）

該論文利用最新測序和組裝技術解析了世界上首個高精度的草棉參考基因組，並對陸地棉和亞洲棉基因組進行質量升級。升級後基因組在準確性和完成度等方面具有明顯的提高，填補了大量的基因組漏洞，可作為參考基因組。該論文從基因組和群體進化等多方面闡明了現有的A基因組起源於可能已滅絕的共同祖先A0。從進化關係上看，A1基因組比A2基因組更接近於A0。該論文提出A0與D5基因組雷蒙德氏棉大約在1.6百萬年前（MYA）形成異源四倍體，隨後，A0基因組在大約0.7百萬年前分化形成現存的A1和A2基因組。該論文闡明了亞洲棉與草棉獨立起源的問題，即亞洲棉不起源於草棉，而是與草棉同時起源於A0，並獨立馴化。

棉花A基因組起源與進化模型（a）和重要進化事件（b）

通過開發新的方法，該論文探究了棉屬物種間轉座子爆發事件。該論文還發現位於基因區附近的變異位點改變了重要基因的表達，可能最終導致了四倍體陸地棉相較於二倍體棉在纖維品質等性狀上有明顯的改良與提升。這項工作是朱玉賢團隊繼雷蒙德氏棉基因組（Wang et al., Nature Genetics, 2012），亞洲棉基因組和群體（Li et al., Nature Genetics, 2014; Du et al., Nature Genetics, 2018），陸地棉基因組（Li et al., Nature Biotechnology, 2015）和亞洲棉轉錄組（Wang et al., Nature Communications, 2019）之後，在棉花基因組領域中的又一重要突破。該項研究得到了國家自然科學基金資助。

這一系列研究成果不僅為科學社區提供了基因組和遺傳資源，以便於遺傳進化、比較基因組分析和分子改良育種。同時還解決了困擾已久的棉花A基因組進化起源問題，具有較高的科學價值和重要的現實意義，將加快棉花遺傳育種改良進程。

延伸閱讀：

朱玉賢，1955年12月生，中國科學院院士，教授，博士生導師。本科畢業於浙江農業大學，博士畢業於美國康奈爾大學。2011年當選中國科學院院士，2013年當選發展中國家科學院院士。主要從事棉花纖維發育功能基因組學和擬南芥轉錄調控因子研究，取得一系列具有重要國際影響的成果。已在國內外主要學術刊物上發表經同行評審的科研論文百餘篇，其中大部分被SCI收錄；由他主編的《現代分子生物學》已成為我國高等學校生物學專業本科生分子生物學主要教材；主持多項國家級重大科研項目，2011年獲國家自然科學二等獎。

關注&34;頭條號，獲取更多精彩資訊！

本文素材來自：武漢大學官網