棉花產業關乎國計民生⛱。選育高產、優質、多抗新品種是棉花生產的重大需求,抗病、抗蟲性改良是實現品種高產🐔、優質的重要保障♡。黃萎病、棉鈴蟲等病蟲為害常造成棉花產量、品質嚴重下降,挖掘抗病蟲遺傳變異並解析其與產量、品質的關系是棉花遺傳改良的重要科學問題。
近日🐰,顺盈平台馬峙英團隊在棉花抗黃萎病🚹、棉鈴蟲等研究中取得新進展。在Plant Biotechnology Journal🔺、Plant Journal和Molecular Plant Pathology分別在線發表了題為“A large-scale genomic association analysis identifies a fragment in Dt11 chromosome conferring cotton Verticillium wilt resistance(大規模基因組關聯分析鑒定出棉花Dt11 染色體一個區段調控黃萎病抗性)”、“Tissue-specific expression of GhnsLTPs identified via GWAS sophisticatedly coordinates disease- and insect-resistance by regulating metabolic flux redirection in cotton(關聯分析鑒定的GhnsLTPs組織特異表達通過代謝流的重定向協調了棉花的抗病蟲性)”和“Cotton GhSSI2 isoforms from the stearoyl acyl carrier protein fatty acid desaturase family regulate Verticillium wilt resistance(棉花硬脂酰-ACP-去飽和酶基因調控黃萎病抗性)”的研究論文🧑🦼🦼。這些研究結果為棉花病蟲抗性遺傳改良提供了新的基因組變異和有用等位基因📫🆓。
在Plant Biotechnology Journal一文中🛶,通過棉花自然變異群體黃萎病抗性全基因組關聯分析(GWAS),發現13 個以前未知的核心優異等位變異與黃萎病抗性顯著相關🧛🏽,關聯信號最高峰值在Dt11區段(68,798,494-69,212,808)穩定出現。與參考基因型相比♓️,13個核心優異SNP可將棉花的黃萎病抗性由感病提升為耐病。該Dt11 區段聚集著21 個抗病功能基因🕐,其中包括一個之前未描述的 L 型凝集素結構域受體激酶 (GhLecRKs-V.9) 基因簇。研究結果表明該 Dt11 區段對控製黃萎病抗性有重要作用。現代品種的優異等位變異頻率(FEA)顯著高於早期品種(12.55% vs 4.29%),表明人工選擇導致FEA增加。最新育成的棉花品種 JND23 和 JND24 在育種過程中固定了這些優異等位變異🧜,且對產量💂♀️、品質沒有負向影響。
在Plant Journal一文中👶🏽,發現位於At10染色體上的關聯基因GhnsLTPs通過改變苯丙烷途徑中木質素和類黃酮代謝流的變化調控棉花對枯萎病、黃萎病和棉鈴蟲🪥、蚜蟲的抗性,並且GhnsLTPs通過在根與葉中的組織特異性表達同時影響抗病、抗蟲的廣譜抗性功能🍷。
在Molecular Plant Pathology一文中🫷🤵🏻,作者首次明確了棉花硬脂酰-ACP-去飽和酶家族中的GhSSI2對調節植株體內C18:1水平起主導作用,且GhSSI2通過GhWRKY50 和GhWRKY51介導對棉花枯萎病2️⃣、黃萎病抗性的負調控作用。
由馬峙英教授帶領的河北農業大學棉花品種創新與產業化團隊,重點開展棉花種質資源鑒定和創新✊、重要性狀基因克隆和分子標記發掘👳🏼♀️、不同類型棉花新品種創製等研究♟,取得了系列重要成果。先後育成🧑🏽🦱、審定21個棉花新品種,獲得國家科技進步二等獎2項,省部級科技一等獎6項。在Nat Genet、Nat Biotechnol、Plant Biotechnol J、Plant J、Mol Plant Pathol、Theor Appl Genet、Crop J以及中國農業科學、作物學報等國內外知名期刊發表研究論文200余篇。