中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >基因科普 >

最简单的棉花基因组提供了纤维改良的线索

2019-01-02 15:03:36 • 来源：

从长袜装饰罩到展示橱窗中的新服装呼叫购物者，棉花被编织到假日季节的织物中。然而，对于生物能源研究人员来说，纤维成分比颜色和质地更重要，因为每根棉线由二十多个纤维素卷组成，这是一种用于下一代生物燃料的目标生物质。

最简单的棉花基因组提供了纤维改良的线索

在2012年12月20日的“ 自然”杂志上，来自31个机构的国际研究人员联合会，包括美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)的团队，提出了最简单的棉花( Gossypium raimondii)基因组的高质量草案集。。此外，该团队还将美洲土着的祖先物种的基因组与美国农业部(USDA)提供的其他几组棉花数据进行了比较。研究结果使研究人员能够追踪数百万年来棉花从野生品种到现在与纺织品生产相关的驯化物种的演变。

棉花的种植，加工和制造是全球主要的产业。在美国，超过20万个国内就业岗位与棉花生产和加工有关，每年美国国内生产总值的影响总额约为350亿美元。种植的棉纤维每年价值约60亿美元，棉籽油和膳食副产品价值近10亿美元。美国纺织厂将每年加工的大部分棉花转化为服装。

在美国典型的田间生长的棉花植物是多倍体，两种棉花(棉花A和棉花D)的杂种，具有多个基因组或染色体组的拷贝。作为四倍体棉花基因组中最接近的现存亲属之一(含有四组染色体)，二倍体G. raimondii被选择用于测序，部分原因是它具有比A基因组棉更小的基因组和更少的重复元件，并且更少比多倍体棉复杂。与A基因组棉不同，D基因组棉不产生可纺纤维。将来自多个基因组的数据作为参考，例如美国农业部为本研究提供的数据，使该团队能够追踪棉花的谱系，杂交种的进化以及允许纤维发育的基因重复。

“这种棉花数据将有助于加速基因功能的研究，特别是纤维素生物合成，其中的理解是改善生物燃料生产的基础，”美国能源部JGI工厂项目负责人和哈德逊阿尔法生物技术研究所的教员调查员Jeremy Schmutz说。谁领导了序列和组装基因组的努力。“此外，棉纤维的独特结构使其可用于生物修复，加速棉花作物的改良也有望提高用水效率并减少农药的使用。”

DOE JGI对7.6亿碱基对基因组进行测序和组装的贡献源于佐治亚大学教授Andrew Paterson领导的社区测序计划提案。“这项研究首次将多倍体植物与整个基因组中的祖细胞进行比较，”他说。“这项研究揭示了所有植物的进化过程，并提供了一种策略，可以更好地了解其他许多作物的基因组，如油菜，小麦和花生。”

更多地了解D-和A-基因组对普通棉种的遗传贡献可以帮助研究人员改善纤维特性。劳伦斯伯克利国家实验室生物科学副实验室主任兼联合生物能源研究所首席执行官Jay Keasling分享的一则轶事提醒人们，包含他的棉衬衫的纤维素链经受反复洗涤。该故事有助于人们了解分解和经济有效地将纤维素生物质(如植物物质)转化为生物燃料所面临的挑战。

棉花公司农业研究部主任唐·琼斯说，这种G. raimondii金标准基因组将成为陆地棉(G. hirsutum)测序的基础，该棉花构成了全球大部分的田间作物。另一个物种G.barbadense生产皮马棉，但占棉花产量不到2%。“这个序列是帮助推进我们知识的基石，因此我们可以更全面地了解导致产量提高，纤维品质提高和耐受性更好的生物学，这些改进将使种植者在不久的将来受益。”

Schmutz说，这是一个很好的例子，其中DOE的基因组贡献与研究界的资源相匹配。这些包括遗传图谱，RNA测序，额外的基因组序列和详细的基因组分析，允许对结果进行更详细和有意义的解释。除了美国能源部JGI，佐治亚大学，美国农业部和棉花公司，参与该项目的其他公共和私人机构包括爱荷华州立大学，密西西比州立大学，植物生物技术研究联合会和美国国家科学基金会。 。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容