“想让棉花纤维又长、又细、又强，很难。有时提高了纤维长度，产量又下来了。”近日，华中农业大学棉花遗传改良团队负责人张献龙教授介绍，通过解码棉花基因组，可以深入了解棉花种的起源进化，以及棉花纤维品质形成等重要农艺性状的遗传基础，为改良棉花品质提供科技手段。
重要的经济作物
如今，棉花依旧是我国主要的大田经济作物，常年种植面积7000万亩，年产700万吨，产值1100多亿元，事关国计民生，也一直备受国际棉花研究界的关注。
张献龙告诉记者，目前，我国所产原棉95%来源于陆地棉，“它适应性强、产量高，但纤维长度偏短、易得黄萎病。海岛棉则从国外引种，具有纤维长、细、强和抗黄萎病等优良性状，但适应性差，主产区在新疆部分地区”。
为了改良棉花纤维，实现又长、又细、又强，并保证产量，课题组提出一个设想，那就是将海岛棉的优良纤维基因引入到陆地棉中，利用海岛棉基因资源提升陆地棉纤维品质和抗病性。
“一张图”看透棉花品质改善
华中农大棉花遗传改良团队王茂军博士介绍，将海岛棉中控制优异纤维品质的遗传片段导入到陆地棉，改良陆地棉的纤维品质，是华中农大棉花遗传改良团队长期坚持的目标。
“尽管我们已从海岛棉中克隆了一系列功能基因，但这两个棉花基因组存在什么样的差异，究竟哪些基因组片段控制海岛棉优异纤维品质的形成等仍不清楚。”王茂军说，两个棉花的基因组草图已经发表，但是由于组装质量和完整性不高，很难直接从全基因组水平进行比较。
为了得到精细的基因组序列，他们利用第三代测序技术、光学图谱技术和染色质高级结构捕获技术进行联合组装。
张献龙认为，这项研究成功组装了高度重复的基因组区域，通过比较两个棉花四倍体种的基因组，发现二者存在大量的结构变异。
科研人员还对陆地棉和海岛棉之间的遗传导入系材料进行基因组分析，鉴定了13个控制纤维品质的遗传位点，探究了遗传位点的表达调控机制。这项研究为今后通过海岛棉改良陆地棉的种间渐渗育种提供了参考：“也就是说，这张基因组图解决了棉花研究人员的‘工具’问题，对加快改善棉花品质研究的进程具有重要意义。”张献龙说。（据《中国科学报》）
