棉花染色体特征和种间基因组差异分布 南京农大供图
　　南京农业大学等单位合作绘制了所有五个异源四倍体棉花种的高精度参考基因组图谱，为探究多倍体植物基因组演化规律提供了重要参考依据。相关成果近日在线发表于《自然—遗传学》。
　　大约150万年前，起源于非洲的二倍体棉和美洲的二倍体棉杂交、基因组加倍形成五个异源四倍体种，分别是陆地棉、海岛棉、毛棉、黄褐棉和达尔文氏棉。其中，陆地棉和海岛棉被驯化成为栽培种，毛棉、黄褐棉和达尔文氏棉是野生种。
　　为深入解析棉花的进化规律并发掘野生棉种的优异基因，该研究综合利用二代和三代测序、染色质高级结构捕获技术，构建了所有五种异源四倍体棉花的高精度参考基因组。
　　研究发现，不同棉种在150万年的杂交、多倍化和进化过程中，基因数量和排列结构并没有显著变化。而在8000年左右的人工驯化过程中，陆地棉和海岛棉的纤维长度和品质等发生了显著改变。虽然陆地棉和海岛棉是独立驯化，但驯化促使两种栽培棉花的纤维发育基因共表达网络趋向一致。这表明，即便身处两地，人类祖先却巧合地优化出了相似的基因表达模式，从而使得这两种栽培棉的纤维长度增加，颜色也发生了改变。
　　研究还发现，多倍体化通过改变表观遗传修饰水平抑制遗传重组率，而这种重组抑制可以通过种间杂交克服。也就是说，种间杂交可以重新激活基因重组率，进而提高棉花育种的效率。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-020-0614-5