由中國農業(yè)科學院棉花研究所牽頭主持，聯(lián)合北京大學、深圳華大基因、武漢大學、河北農業(yè)大學、美國農業(yè)部南方平原研究中心等單位，共同完成了世界上廣泛栽培的陸地棉（Gossypiumhirsutum）的全基因組測序及圖譜繪制，相關研究成果于2015年4月20日在《自然-生物技術（Nature Biotechnology）》上發(fā)表。這是棉花所主導的棉花基因組測序研究團隊繼兩個二倍體棉花基因組圖譜繪制完成之后，在基因組學研究領域取得的又一項突破性成果。

    2007年12月，棉花所聯(lián)合國內外優(yōu)勢科研單位，率先在國際上牽頭啟動了棉花基因組計劃。2012年8月，雷蒙德氏棉（D基因組）全基因組圖譜繪制完成。2014年4月，亞洲棉（A基因組）全基因組測序完成工作。在上述工作的基礎上，2015年4月，完成了四倍體棉花-陸地棉（AD組）基因組的測序、組裝及分析工作。

    異源四倍體物種陸地棉（G. hirsutum L.）是世界上最重要的纖維作物和模式多倍體作物。棉屬包括46個二倍體和5個四倍體棉種，所有的二倍體棉種均來自同一祖先，經演化形成了A、B、C、D、E、F、G和K基因組，四倍體棉種的基因組類型為AD。目前認為AD基因組是由A基因組祖先與D基因組祖先雜交后染色體加倍而形成的，其中就包括陸地棉。高質量組裝異源多倍體植物基因組是一個艱難的任務，因為這種基因組比較大，包含大量的重復序列和高度同源的亞基因組。

    在該研究中，科研人員整合了全基因組散彈槍法、BAC-to-BAC、高密度遺傳圖譜構建等策略，對陸地棉遺傳標準系—TM-1進行了全基因組測序和組裝，最終獲得了26條染色體。通過基因組注釋，得到了76943個蛋白編碼基因。利用比較基因組學方法，首次從全基因組水平揭示了四倍體棉花是由A基因組的祖先和D基因組的祖先通過染色體融合而形成，并初步揭示了四倍體棉花基因組的進化規(guī)律。同時，通過兩個二倍棉花和四倍體棉花不同纖維發(fā)育時期乙烯代謝通路的基因組比較和相關的實驗證據(jù)，證實了乙烯調控纖維伸長的雙向調節(jié)假說—纖維伸長發(fā)育過程中，乙烯過多和不足都會抑制棉纖維的伸長，這是不同棉種間纖維長度存在差異重要原因之一。

    據(jù)該項目的主要負責人李付廣研究員介紹，我國是世界上最大的紡織品生產國和消費國，在國民經濟中具有十分重要的地位。四倍體棉花-陸地棉（AD組）基因組圖譜繪制完成，將對棉花重要農藝性狀分子機制的解析、基因資源挖掘與利用、異源多倍體形成及演化等多個研究領域提供支持，加快棉花新品種的選育，對我國棉花產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。（通訊員 馮文娟）