（通讯员 张晓君）近日，国际期刊iMeta发表了我校题为“A panoramic view of cotton resistance to Verticillium dahliae: From genetic architectures to precision genomic selection”的研究论文，标志着我校在棉花抗黄萎病遗传及全基因组选择育种技术研究中取得了新突破，为实现兼抗枯萎病、抗黄萎病的棉花育种提供了理论基础和技术方案。
大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）是一种可侵染棉花、番茄、马铃薯、向日葵等数百种植物并造成黄萎病的土传病原真菌。由于病原从根部入侵并在植株维管束内拓展，化学防控难以有效实施。棉花黄萎病自1914年在美国被发现，1935年通过引种传入我国。20世纪70年代黄萎病已成为我国棉花生产的主要病害之一，并多次在棉花主产区爆发成灾。由于陆地棉抗黄萎病种质资源短缺和抗黄萎病的遗传机制不清使得我国棉花抗黄萎病育种长期进展缓慢，生产上急需抗病种质与品种以保障棉花产业可持续发展。
棉花团队利用陆地棉自然群体在新疆开展多年多点的抗病鉴定，通过全基因组关联分析鉴定到在多环境中可重复检测到的10个QTL并发现2个源自中国抗病育种的新位点。对2033份中国棉花品种的全基因组鉴定表明，71.8%的品种只同时含有4-6个抗病位点，仅有6份品种同时具有10个QTL的抗病单倍型，为我国抗病遗传改良提供了宝贵的亲本来源。其中有5个QTL的抗病变异在中国2000多份品种中的分布频率低于50%，这为我国未来抗病育种精准改良提供了靶标。同时，团队还利用群体转录组鉴定到5个QTL内的15个高置信度因果基因。其中，GhARM等8个基因的表达水平与抗病性显著负相关。抑制这8个基因的表达后，棉花对黄萎病的抗性极显著增强。通过基因编辑突变 GhARM 实现了棉花抗黄萎病种质资源的创新。项目开发出了全基因组选择育种技术与评估模型并已应用于新疆棉花品系的抗病性评估。
本研究从棉花抗病遗传机制研究到育种技术开发并进一步创新了抗病种质资源，实现了理论创新、技术创新和种质创新。开发的抗病全基因组选择技术显著提升了抗病育种亲本选配精度与定向改良效率，简化了棉花抗病鉴定程序，减少了环境对棉花抗病鉴定的影响，摆脱了抗病鉴定对自然病圃的依赖。棉花抗病改良育种效率可提升50%以上。相关成果技术已申报国家发明专利3项，国际发明专利1项。
本研究是继我校2021年鉴定到陆地棉抗枯萎病主效基因并实现抗枯萎病分子育种基础上的又一突破，对实现棉花兼抗枯、黄萎病的双抗基因组选择育种奠定了理论基础，提供了技术支撑。
华中农业大学植物科学技术学院的博士研究生张晓君、博士后柳仕明为论文共同第一作者，校棉花遗传改良团队的朱龙付教授、张献龙教授和金双侠教授为论文的共同通讯作者。项目还联合了新疆农业科学院、石河子大学、新疆农垦科学院、英国杜伦大学与斯洛文尼亚卢布尔雅那大学等国内外多个科研院校的多位学者共同参与了此项研究。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和湖北洪山实验室等项目的资助。
研究论文在线链接https://doi.org/10.1002/imt2.70029
审核人：朱龙付
