454測序參與棉花基因組進化研究工作

　　棉花是全球重要的經濟作物之一。它的纖維，俗稱皮棉，是紡織工業主要的天然原料。全世界棉花種植面積約5億畝，我國常年種植面積近8千萬畝。棉花不但是重要的纖維和油料植物，而且是重要的植物蛋白來源。在食用油中，棉籽油的亞油酸含量最高，達到55.6%。除此以外，棉花種子中還含有極為豐富的蛋白質和脂肪等物質，棉籽榨油后的棉籽粉蛋白質高達45%—50%，遠勝過大米、小麥，甚至超過花生、大豆的蛋白質含量。然而，由于一般栽培棉品種的種子和植株具有色素腺體，而色素腺體中含有的棉酚及其衍生物對人和單胃動物有毒，棉酚是棉屬植物特有的化合物，這直接制約了棉籽作為食物資源的開發和利用。

　　近日，來自8個國家的70多名科學家共同參與的國際合作項目----棉花基因組測序完成。該研究的學術文章《棉花基因組的多倍化及纖維的發育》發表在《自然》雜志上。研究中，科學家們結合傳統的Sanger測序與新一代454測序技術對雷蒙德氏棉基因組進行了組裝工作，獲得了其87.7%的全基因組序列，通過比較基因組以及進化分析發現，雷蒙德氏棉約在1300—2000萬年前經歷了一次全基因組復制事件。這次復制事件很可能不是雷蒙德氏棉的第一次基因復制，早在約1億多年前，雷蒙德氏棉就可能經歷了一次基因組復制事件。這些研究結果有利于人類認識古雙子葉植物基因組的復制機制。經過雷蒙德氏棉基因組自身比對后，科研人員共鑒定出了2355個共性區域，并發現約有40%的旁系同源基因出現在不止一個共性區域，這表明了雷蒙德氏棉基因組在進化過程中可能經歷過大量的染色體重排事件。

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　　自2008年以來，棉花全基因組測序成為棉花基礎研究領域的熱點問題。下一步要在該成果基礎上開發出快捷分子育種工具，實現基因組水平上的棉花分子設計育種，培育出高產、高質、抗病抗旱的棉花優良新品種。分子輔助設計育種和常規育種相結合是未來作物育種研究的必然發展方向，建立在基因組學研究基礎上的分子輔助設計育種，因分子標記數量巨大、且不受基因表達時間、顯隱性關系和環境條件的影響，大大提高了育種選擇的準確性，縮短了育種周期，提高了選擇效率。