陆地棉T2T基因组解析着丝粒演化奥秘

近日，南通大学与浙江大学团队成功完成了四倍体陆地棉标准系TM－1端粒到端粒的全基因组组装，首次揭示了多倍体作物着丝粒的动态演化规律。该研究成果在国际顶尖期刊《自然·遗传》（Nature Genetics）上发表，不仅填补了以往发表的棉花基因组版本中数万个空白区域，还首次系统解析了棉花26条染色体的着丝粒和端粒结构，为理解植物多倍体化后的基因组稳态与适应机制提供了关键线索，对棉花的进化及遗传改良具有重要意义，标志着我国在植物基因组学和多倍体演化领域取得重大突破。

  研究团队还揭示了陆地棉着丝粒序列的非对称演化机制。作为真核生物染色体的重要结构，着丝粒决定了细胞分裂过程中染色体的正确分离。团队研究发现，陆地棉着丝粒较二倍体祖先有22个着丝粒发生明显扩张现象，并伴随染色体倒位、片段插入或缺失等结构变异。王凯教授表示，这些改变通过调控着丝粒微环境，从而“重塑”多倍体化的基因组，可提高棉花的生存能力，使其在复杂环境下依然能够稳定生长。这一新发现不仅为研究小麦、油菜等多倍体作物的基因组稳态和适应性演化研究提供了范式，也为棉花精准设计育种奠定了理论基础。未来，团队将进一步探索着丝粒变异驱动染色体稳定性及作物抗逆性的分子机制，为应对全球气候变化和粮食安全挑战提供新的育种策略。

该研究的着丝粒分析基于CENH3 的ChIP-seq获得，主要由我公司提供技术支持。