棉花從何處起源、如何進(jìn)化?棉花基因組藏著哪些奧秘?未來的棉花育種改良還需要哪些創(chuàng)新?近日南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、得克薩斯大學(xué)、哈森阿爾法生物技術(shù)研究所、得州農(nóng)工大學(xué)等單位,合作完成繪制所有5個(gè)異源四倍體棉花種的高精度參考基因組圖譜,為探究多倍體植物基因組演化規(guī)律提供重要參考依據(jù)。
現(xiàn)在我們主要的栽培棉花為異源四倍體,其形成經(jīng)歷復(fù)雜的雜交、多倍體化和馴化過程。大約150萬年前,起源于非洲的二倍體棉和美洲的二倍體棉雜交、基因組加倍形成五個(gè)異源四倍體種,分別是陸地棉、海島棉、毛棉、黃褐棉和達(dá)爾文氏棉。其中陸地棉和海島棉被馴化成為栽培種,毛棉、黃褐棉和達(dá)爾文氏棉是野生種。但是受制于四倍基因組本身的復(fù)雜性和基因組測(cè)序技術(shù),這五個(gè)種的形成與演變過程,一直以來未被精確揭示。
這項(xiàng)最新的研究發(fā)現(xiàn),這五個(gè)種的形成是單一起源,并歷經(jīng)20-60萬年的自然演化,逐漸形成五個(gè)棉花種。其中陸地棉和海島棉經(jīng)過8000年左右的獨(dú)立人工馴化,成為最主要的栽培棉花。這意味著,在8000年前,生活在不同地域的人類祖先幾乎在同時(shí)馴化這兩個(gè)棉種。不僅如此,即便身處兩地,人類祖先卻巧合地優(yōu)化出相似的基因表達(dá)模式,從而使得這兩種栽培棉的纖維長(zhǎng)度增加,顏色也發(fā)生改變。
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