研究发现棉花品种改良的新靶点

优质棉花品种的选育除了靠基因改良外，还有没有别的方法？华中农业大学王茂军教授课题组的最新研究揭示了染色质三维结构这一棉花品种改良的全新靶点，为丰富棉花种质资源，培育优质高产棉花新品种，开辟了新的科研方向。相关研究成果于北京时间9月16日晚在线发表于国际学术期刊《细胞》。

“过去，农作物育种主要看基因序列，通过改良基因来培育优质棉花品种。”论文通讯作者王茂军教授介绍，为找到棉花品种选育的新路径，研究团队选取了301份涵盖半野生、人工栽培的陆地棉种质资源，针对棉花纤维发育过程，完成了337套高精度染色质空间结构数据采集，绘制出棉花群体三维基因组图谱。借助这一图谱，科研人员可以直观对比不同棉花品种的染色质三维结构，还能对棉花驯化过程中的染色质三维结构变化进行精准量化分析。

研究团队解析的棉花纤维品质相关三维结构位点。（研究团队供图）

研究数据显示，半野生棉与人工栽培棉之间有1619对同源基因存在表达差异，其中超半数的差异都与染色质三维结构重塑有关。这意味着人工驯化不仅带来了基因序列的细微改变，更促进了细胞核内染色质三维结构的隐性重塑。

“通俗点说，棉花纤维的品质‘密码’不只写在基因序列里，还藏在基因的空间折叠方式中——基因在细胞核里如何排布、如何折叠，同样决定棉花纤维品质的优劣。”王茂军说，团队由此将抽象的染色质结构边界、染色质环等染色质三维结构的指标正式纳入作物复杂性状的育种分析体系，以棉花群体三维基因组图谱为基础，锁定了88个染色质结构边界、203个染色质环为核心驯化位点，定位到能显著促进棉花纤维发育、提升纤维品质的核心基因，为改良棉花纤维品质提供了全新靶点。

王茂军（右一）和学生在棉花光照培养室。（研究团队供图）

王茂军表示，该研究有望推动棉花育种逐步从“改良基因”的一维模式，向“重塑空间结构”的立体模式迈进，为棉花的品种创新、品质提升，提供新的理论支撑和路径选择。（记者侯文坤）