棉花基因组测序研究进展.pptx

棉花基因组测序研究进展内容提要棉花介绍棉花分类依据棉花品种分类⑴细绒棉：又称陆地棉。纤维线密度和长度中等，普通长度为25~35mm，线密度为2.12~1.56dtex（4700~6400公支）左右，强力在4.5cN左右。中国种植棉花大多属于这类。⑵长绒棉：又称海岛棉。纤维细而长，普通长度在33mm以上，线密度在1.54~1.18dtex（6500~8500公支）左右，强力在4.5cN以上。它品质优良，主要用于编制细于10tex优等棉纱。中国种植较少，除新疆长绒棉以外，进口主要有埃及棉、苏丹棉等。另外，还有纤维粗短粗绒棉，已趋淘汰依据染色体组学分类51个种5个四倍体棉花属共包含46个二倍体（2n=2x=26)棉种和5个已经确认四倍体(2n=4x=52)棉种，全部二倍体棉花物种均可能由一个共同祖先进化而来，这个祖先随即多样化分化成八个基因组，包含A、B、C、D、E、F、G和K。而全部四倍体棉花物种都是由A基因组物种木本棉(又称亚洲棉）（G.arboreum(A2)）和D基因组物种雷蒙德氏棉（G.raimondii(D5)）物种间杂交形成。棉花基因组测序研究进展棉花基因组测序研究进展二倍体棉种到四倍体棉种进化史棉花基因组测序计划主要意义棉花是世界上最主要天然纺织纤维和意义重大油料作物棉纤维是研究植物细胞伸长、细胞壁与纤维素合成最好材料解码棉花基因组将是提升对棉属多倍体性、基因组大小变异功效和农艺学主要性认识基础方法：全基因组霰弹法(即鸟枪法)和基于高分辨率物理图谱逐步克隆法。重点突破方向：雷蒙德氏棉在全部棉花物种中,即使它不是栽培种,但其基因组最小,是首先实施测序极好选择。假如能够得到主要棉花栽培品种陆地棉综合物理图谱(陆地棉基因组是雷蒙德氏棉3倍),雷蒙德氏棉序列信息随时能够经过把其综合物理图谱BAC末端序列作为锚而转移给陆地棉。目标：从久远来看,棉花基因组测序最主要目标是建立占世界棉花产量92%以上、最广泛栽培陆地棉种其全基因组序列。但因为其基因组丰富、尺幅大(约2.5GB)、多倍体性质以及其它复杂性,必须制订分阶段实施策略才能够生效。棉花基因组测序结果雷蒙德氏棉基因组中13条染色体模式图绿色：外显子红色：内含子黄色：DNA转座子紫色：反转录转座子（长末端重复序列）蓝色：其它序列-5-18中国科学家主导完成另一二倍体棉花——木本棉（A基因组）全基因组图谱——最新研究结果于《自然•遗传学》发表GenomesequenceofthecultivatedcottonGossypiumarboretum(naturegenetics）对一株连续培育18代纯系栽培木本棉shixiya1(SXY1)进行了全基因组测序，绘制出高质量木本棉基因组大小约为1,694Mb，共有41,330个编码基因。利用高分辨率遗传图谱，将90.4%木本棉（G.arboreum）组装序列成功定位到13个连锁群上。研究人员对该基因组进行了注释，结果显示木本棉基因组中68.5%是由不一样类型重复序列组成，其中95.12%为长末端重复序列（LTR）。a:b木本棉与雷蒙德氏棉十三条染色体比较c:木本棉和雷蒙德氏棉LTR插入时间和数目柱形图：某一时间点插入数目线性图：某一时间段总共插入数目d:个别木本棉和雷蒙德氏棉7号染色体微观比较黄色：基因模型绿色：同源基因对应位置蓝色：转座子位置-4-20陆地棉基因组（AD组）图谱绘制完成在《自然-生物技术》上发表GenomesequenceofcultivatedUplandcotton(GossypiumhirsutumTM-1)providesinsightsintogenomeevolution（NatureBiotechnology）整合了全基因组散弹枪法、BAC-to-BAC、高密度遗传图谱构建等策略，对陆地棉遗传标准系—TM-1进行了全基因组测序和组装，最终取得了26条染色体。得到了76943个蛋白编码基因，首次从全基因组水平揭示了四倍体棉花是由A基因组祖先和D基因组祖先经过染色体融合而形成，并初步揭示了四倍体棉花基因组进化规律。经过两个二倍棉花和四倍体棉花不一样纤维发育时期乙烯代谢通路基因组比较和相关试验证据，证实了乙烯调控纤维伸长双向调整假说—纤维伸长发育过程中，乙烯过多和不足都会抑制棉纤维伸长，这是不一样棉种间纤维长度存在差异主要原因之一。图1陆地棉基因组进化和形成a:陆地棉和其它6个起源于双子叶植物物种b:陆地棉AD基因组分别与木本棉A基因组和雷蒙德氏棉D基因组比较-5-24南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点试验室、教育部杂交棉创制工程研究中心研究人员利用新一代测序和SNP（单核苷酸多态性）基因分型方法，构建了四倍体棉花高密度遗传图谱，并表征了四倍体棉花基因组结构变异。登载在国际著名期刊《GenomeBiolo