绘就陆地棉进化路线图:中国团队揭示种群分化关键机制并锁定育种靶点

长期以来,陆地棉作为全球最主要的棉花栽培种,其纤维品质差异与抗逆性弱化问题制约着产业升级。

中国农科院团队历时五年攻关,对107份代表性种质进行全基因组测序,首次发现A03—A09染色体易位事件是导致种群分化的关键诱因。

这种结构变异使野生陆地棉在自然选择中形成32种单倍型,但现代栽培品种仅继承其中1种单倍型,遗传多样性损失达96.8%,这解释了当前棉花品种抗病虫害能力下降的深层原因。

研究进一步证实,野生棉在驯化过程中经历了"野生—半野生—栽培"三阶段进化,每次跃迁都伴随特定基因丢失。

通过对比分析,团队精准定位了调控纤维长度、强度的GhFLA9基因簇,以及决定抗虫性的GbTPS基因家族。

这些发现填补了棉花重要性状形成机制的理论空白,使得分子标记辅助育种首次具备全基因组导航能力。

该成果的现实意义在于破解了育种领域两大难题:一是传统杂交育种周期长、盲目性大的痛点,通过基因组图谱可提前预测性状组合;二是为应对黄萎病等重大病害提供新思路,利用鉴定的抗性基因可缩短新品种研发周期3至5年。

目前研究团队已与新疆生产建设兵团合作,针对长绒棉品种启动分子设计育种计划。

从战略层面看,这项研究标志着我国在作物基因组学领域实现从"跟跑"到"并跑"的转变。

随着全球气候变化加剧,棉花种植带北移已成趋势,具备自主知识产权的基因组技术将助力我国在种业竞争中掌握主动权。

农业农村部相关负责人表示,该成果已被列入"十四五"生物育种重大项目,预计2025年前培育出3至5个突破性新品种。

这项研究成果充分体现了我国在农业科技领域的创新能力和国际竞争力。

通过揭示陆地棉的进化规律和遗传基础,我们不仅加深了对这一重要作物的科学认识,更为棉花育种工作提供了科学指南。

在全球农业面临气候变化和资源约束的背景下,利用现代遗传学手段创制适应性强、品质优良的棉花新品种,对保障国家棉花安全和农业可持续发展具有重要意义。

相信这一突破将激励更多科研工作者投身于棉花遗传育种研究,为我国棉花产业的高质量发展贡献更多科技力量。