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棉花遗传改良团队绘制海陆种间棉籽油份合成差异图谱
发布时间:2021-06-16

2021612日,Plant Biotechnology Journal杂志19卷第6期刊发了棉花遗传改良团队题为“A global survey of the gene network and key genes for oil accumulation in cultivated tetraploid cottons”的研究论文。本研究分析了四倍体棉籽脂肪酸合成的基因动态表达网络,绘制了棉籽油份合成基因调控的海陆种间差异图谱,为将来利用海岛棉优势基因资源进行棉籽油份改良育种奠定了基础。

棉花不仅是重要的纤维作物,也是重要的油料作物。为了更深入了解棉籽脂肪酸生物合成的基因网络与调控机制,棉花遗传改良团队利用高通量的转录组测序技术,绘制了陆地棉低油栽培种鄂棉22与海岛棉高油材料3-79棉籽发育过程的基因动态表达图谱。发现分别有28,30626,528个基因参与海陆棉籽发育过程,整体表达随发育进程呈下降趋势;但在开花后30天,陆地棉下调表达基因数目显著高于海岛棉。对比海陆棉种棉籽油份动态积累过程发现,海岛棉高棉籽油份的形成与脂肪酸代谢一系列基因的持续性高量表达密切相关,并表现出显著的亚基因组偏向性。两类关键限速酶SAD6FATA在高油材料海岛棉中的作用远大于低油陆地棉材料。三个关键转录因子WRI1、NF-YB6DPBF2在调节籽油方面发挥了重要作用。基于这些研究成果,结合实验室前期鉴定海陆种间置换系群体鉴定的棉籽含油量QTL位点与高油渐渗系信息,共鉴定到21个包括脂肪酸代谢、糖代谢和种子发育等调控棉籽油份合成的候选基因。利用酵母脂肪酸合成系统,鉴定发现GhSWEETGhACBP6能够提高脂肪酸的含量。该研究对于理解棉花脂肪酸生物合成网络的海陆种间机制差异和脂肪酸遗传改良育种提供了新的见解。

我校作物遗传改良国家重点实验室已毕业博士生祝德为该论文的第一作者,林忠旭教授为该论文的通讯作者。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13538




供图. 海陆棉籽发育过程中油份合成相关基因差异表达图谱


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