聂新辉团队在棉花株型发育研究中取得新进展

       棉花是重要的经济作物，随着机采棉面积的不断增加，改良棉花的株型结构，以适应机械化采收的棉花新品种就显的尤为重要。棉花的株型结构主要由株高、果枝夹角、节间长短、果枝类型等性状决定，其中果枝类型是决定棉花株型的主要因素；果枝夹角与种植密度、产量、光合效率及机械采收具有密切的关系。

      近期，金沙威尼斯欢乐娱人城/绿洲生态农业兵团重点实验室聂新辉教授棉花遗传改良课题组与华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室棉花组、石河子农业科学研究院棉花研究所合作，在棉花株型发育中取得新进展。在Plants和Frontiers in Plant Science分别在线发表了题为“Genetic Mapping and Analysis of a Compact Plant Architecture and Precocious Mutant in Upland Cotton”和“Genome-wide association study and transcriptome analysis reveal key genes controlling fruit branch angle in cotton”的研究论文。论文结果为新疆地区棉花株型遗传机理的理论研究及机采棉株型分子育种奠定了基础。

      Plants一文中，以陆地棉二式果枝华新102、零式果枝04N-11为亲本构建F2群体，探究棉花果枝的遗传方式。以高通量重测序为基础，通过BSA基因定位策略进行棉花果枝类型基因定位。获得了一个位于D07染色体上12.16- 14.82Mb长度为2.66Mb区间为控制陆地棉果枝类型遗传位点的候选区间。通过零式果枝海岛棉、陆地棉杂交验证等位性，以及04N-11中候选基因克隆确定棉花的果枝类型是位于D07染色体上的GhNB基因。并在04N-11中鉴定到一个新的隐性基因突变型Ghnb5。同时，利用构建的新疆自然群体的开花期数据，与GhNB基因进行候选基因关联分析发掘了一个位于GhNB基因中的棉花早熟分子标记20_15811516_SNV。

      Frontiers in Plant Science一文中，研究者利用重测序数据对163份陆地棉进行全基因组关联分析，共检测55个SNPs和18个候选基因与果枝夹角显著相关。结合果枝夹角极端材料的转录组分析，鉴定出4个与果枝夹角相关的基因。进一步通过表达量及功能注释分析确定了一个重要的候选基因Ghi_A09G08736，与拟南芥SAUR46同源。此外，转录组学分析表明，重力和光信号通路参与果枝夹角的形成。该研究通过分析影响棉花果枝夹角的关键因素，初步挖掘了调控棉花果枝夹角的关键基因，为株型优良的棉花定向培育与株型育种提供了重要的候选基因及理论基础。

      团队以上的研究为新疆机采棉株型分子遗传机理的研究、种质的创新及新品种的选育提供理论。

      聂新辉教授棉花遗传改良团队紧密围绕棉花产业“提质增效”的总目标，解决新疆“十四五”棉花产业中的问题。目前团队参加国家和省级棉花区域试验的品系8份，参与联合审定12个棉花品种，其中3个品种授权转让，目前在北疆早熟棉区示范推广，同步建立高效精准的栽培技术，解析其优质高产及抗逆的分子遗传机理；作为兵团科技特派员，自2017年至今为南疆第三师围绕“机采棉品种及配套高效栽培管理技术”开展科技服务，为南疆乡村振兴贡献力量。

原文链接：

https://www.mdpi.com/2223-7747/11/11/1483

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.988647/full