JGG｜华中农大王茂军团队解析陆地棉表型可塑性新机制助力基因组育种

植物与动物不同，它们无法移动，需要不断改变其生理状态以适应周围不断变化的环境。棉花(Gossypium spp.)是世界上最重要的纺织纤维作物，其中陆地棉(Gossypium hirsutum L.)是最广泛种植的棉种之一。因此，探索基因型与环境的相互作用(G × E)对陆地棉表型形成的影响至关重要。

2023年5月19日，Journal of Genetics and Genomics在线发表华中农业大学王茂军团队题为“Genetic interrogation of phenotypic plasticity informs genome-enabled breeding in cotton”的研究论文。该研究揭示了陆地棉表型可塑性的遗传机制，为棉花环境适应性的遗传研究提供了新见解。

该研究收集了5个陆地棉群体的基因型和表型数据。通过分析不同群体多年多点测量的性状在不同环境中的变化，研究人员发现不同性状呈现不同的变化趋势。在群体中有些性状在不同环境中的变化较为整齐，而有些性状在不同环境中呈现的变化规律较为模糊，这表明研究陆地棉表型可塑性的形成机制对性状改良具有重要意义。因此，研究人员通过全基因组关联分析(GWAS)的方法分析了陆地棉中与表型可塑性相关的遗传位点。在19个性状中鉴定到117个与表型可塑性相关的加性数量性状位点(QTL)、28个显性QTL和4691个上位性QTL。研究发现，控制平均表型和表型可塑性的遗传因子在很大程度上是独立的，因此育种者在品种选育中有机会同时优化陆地棉的表型和提高表型稳定性。此外，该研究还通过基因组选择的方法实现了对陆地棉表型和表型可塑性的有效预测，对棉花基因组设计育种进行了初步探索。

Circos图展示了所有加性QTL和显性QTL。从外到内分别展示了基因密度(I)、meta群体的SNP 密度(II)和QTL (III)

作者简介

华中农业大学硕士研究生黄越凡为该论文第一作者，王茂军教授和张献龙教授为通讯作者。相关工作得到国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金和湖北洪山实验室重大项目资助。

引用本文

Yuefan Huang, Zhengyang Qi, Jianying Li, Jiaqi You, Xianlong Zhang, Maojun Wang. (2023). Genetic interrogation of phenotypic plasticity informs genome-enabled breeding in cotton. Journal of Genetics and Genomics.

DOI：10.1016/j.jgg.2023.05.004

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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