Nature最新基因组研究成果

　　无论是接收礼物的圣诞袜，还是橱窗里的漂亮衣服，棉花的作用渗透在即将到来的这个节日的方方面面中，然而对于生物能源研究人员来说，棉花纤维成分比其颜色和质地更为重要。

　　由来自31个研究机构组成的一个国际研究小组近期完成了基因组最简单的棉花品种：Gossypium raimondii的详细图谱，而且他们将这一基因组与美国农业部的几种棉花基因组序列进行了比对，从而追溯到了棉花在数百万年间的进化过程，这些最初是野生品种的植物如何成为了现在纺织品生产的主力军。

　　这项研究由美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)领导完成，相关成果公布在12月20日的Nature杂志上。

　　棉花种植，加工和制造是全球主要产业之一。在美国，有超过20万职业岗位与棉花生产和加工有关，占据每年美国国内生产总值(GDP)中约350亿美元的比例，其中棉花纤维生产价值约60亿美元，棉子油和食用副产品价值将近10亿。

　　美国生长的棉花一般为多倍体，是两种棉花品种的杂交产物(cotton A 和cotton D)，其基因组或染色体组有多个拷贝。二倍体Gossypium raimondii(G. raimondii)是四倍体棉花基因组现存亲缘关系最近的品种之一，之所以会选择这种棉花进行测序，部分原因在于这种棉花的基因组比较小，比 cotton A基因组重复元件少，也比多倍体棉花品种简单一些。cotton D不能生产可纺性纤维。通过分析这些基因组序列，包括最新这项研究成果，能令研究人员追踪棉花的进化谱系，杂交变化，以及基因复制情况，促进纤维生产。

　　“这些棉花基因组数据将有助于基因功能研究，特别是纤维素的生物合成过程，了解这些方面能从根本上改善生物燃料的生产，”领导这一研究的，DOE JGI HudsonAlpha生物技术研究所首席科学家Jeremy Schmutz说，“此外，棉纤维独特的结构也能用于生物修复，并提高棉花的产量，促进水利用效率，减少农药的使用。”

　　乔治亚州大学Andrew Paterson教授发起了Community Sequencing Program项目，DOE JGI完成了其中7.6亿个碱基对的基因组测序和组装。Paterson教授说，“这项研究第一次将多倍体植物的整个基因组，与其祖先的整个基因组进行了比对”，“这项研究揭示了所有植物的关键进化过程，有助于更好地了解许多其它作物的基因组，如菜籽油，小麦，花生等。”

　　了解cotton A 和cotton D对现代常见棉花品种的遗传特性贡献，能令研究人员改进纤维品质性状。研究人员Jay Keasling打趣的说道，他的棉衬衣中的纤维素链就需要能承受多次磨损。

　　美国棉花公司农业研究主任Don Jones表示，这种G. raimondii 金标准基因组能为陆地棉：G. hirsutum基因组测序奠定基础，后者正是全球主要的棉花作物。也为另外一个品种：G. barbadense秘鲁棉(Pima cotton，这是一种特长绒棉，由于日照时间长，棉的成熟度高，因此棉绒长，手感好)的基因组测序铺平了道路。