科学家首次揭示倒位调控陆地棉遗传多样性

郑州大学农学院李付广研究团队近日在Nature子刊Nature Communications发表学术论文《Extensive intraspecific gene order and gene structural variations in upland cotton cultivars》，揭示染色体倒位在陆地棉群体分化中的作用机制，首次揭示倒位调控陆地棉遗传多样性，及倒位对陆地棉群体分化的影响，对于推动棉花基础生物学研究和遗传改良具有重要意义，为解释陆地棉的群体分化提供了一个全新的思路。

棉花是重要的天然纤维材料和工业原材料，与其他作物相比，棉花种质的遗传多样性较低，解析其形成原因，对棉花的遗传改良有重要的意义。目前，世界范围内广泛种植的棉花品种是异源四倍体陆地棉，但对其种间基因组的变异知之甚少。

研究团队对陆地棉种内存在的遗传变异进行了系统的研究，发现A08染色体上存在较大的遗传变异。该倒位区域内的单倍型可以将已发表的陆地棉核心种质资源分为两类，与利用SNP基因型重构的进化树的分类和主成分分析结果高度一致，表明陆地棉种内可能产生了分化。研究团队对人工创制的群体和陆地棉核心种质资源进行分析，发现携带倒位杂合子的棉花材料中倒位区间内减数分裂的重组率会受到强烈抑制，这种抑制作用能够降低倒位区间内的单体型密度和核酸多样性，最终导致陆地棉种群分化。

该研究得到了国家自然科学基金重大项目、自然科学基金创新研究群体项目、国家自然科学基金青年科学基金和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。