福建农科力量参与突破：福州科研团队助力陆地棉进化图谱登顶《自然·遗传学》

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近日，由中国农业科学院棉花研究所李付广、杨召恩团队主导完成的陆地棉进化研究取得重大进展。该成果系统解析了染色体大片段结构变异对种群遗传多样性与环境适应性的调控机制，首次阐明纤维品质性状形成的遗传基础，并为优异种质创制提供全新路径。相关论文已在线发表于国际顶级期刊《自然·遗传学》（Nature Genetics）。值得关注的是，作为国家种业科技创新重要支撑力量，福建多地农业科研机构长期参与棉花分子育种协作，福州高校及实验室亦在基因组数据分析环节提供关键技术支持。

当前，我国棉花主产区普遍面临品种同质化加剧、遗传基础日趋狭窄的挑战。尤其在福建引种试种及闽北设施棉作探索中，本地适应性不足问题日益凸显。破解困局的关键，在于厘清陆地棉演化脉络，挖掘野生及半野生资源中尚未被利用的优良等位基因，进而拓展栽培种的遗传宽度——这正是本项研究的核心出发点。

研究团队从全球3600余份陆地棉种质中精选107份代表性材料，构建迄今规模最大的陆地棉图形泛基因组。该图谱首次识别出A03–A09染色体区段发生的种内易位事件，证实其深刻影响种群地理分化与区域生态适应能力。进一步分析表明：在栽培种形成前，野生与半野生群体经历了三阶段结构变异演进；据此可将陆地棉划分为32类单倍型，而现代栽培品种几乎全部源自其中单一类型，遗传根基极为单薄。

研究同步揭示了泛基因组中大量与抗病性显著关联的结构变异。通过对NLR免疫受体基因家族的深度解析，团队定位到一个新型黄萎病抗性位点，并首次阐明该家族在陆地棉中的演化轨迹。此外，共鉴定出69个纤维品质相关位点，其中62个为首次报道；还发现多个同时调控纤维强度与种子大小的多效基因，为福建等地开展优质专用棉引育提供关键靶标。

尤为关键的是，项目首次完成陆地棉全基因组127个大尺度倒位的精准定位与功能注释。例如，A06染色体上一段3.9Mb倒位显著提升叶片表皮毛密度，直接增强抗虫能力；A07染色体Lc1位点控制的棕色纤维表型，则由两种倒位单倍型分别决定。此类功能倒位往往连锁数百个邻近基因，导致传统育种中难以规避“连锁累赘”——即在选育目标性状时被动引入不良基因。该发现不仅揭示了性状改良的隐性成本，更提出“定向打破不利连锁+精准基因编辑”的新一代育种范式，为福州及福建棉花生物育种平台建设注入理论动能。

中国工程院院士、华中农业大学张献龙教授评价指出，该研究构建了全球遗传多样性最丰富的陆地棉图形泛基因组图谱，首次解析rDNA在群体中的演化规律；重新厘清陆地棉在美洲的起源与扩散路径，确认大尺度结构变异是驱动其环境适应性分化的主因；所绘制的首个全基因组倒位全景图谱，不仅夯实了基础理论，更为高效分子设计育种提供了可操作的靶点与工具体系——这一成果，也为福建加快构建东南沿海特色经济作物种质创新联合体提供了重要借鉴。