今天（當地時間5月18日）在線出版的《自然•遺傳》雜志發表了題為“Genome sequence of the cultivated cotton Gossypium arboreum”的研究論文，全面報道了朱玉賢院士和其研究團隊在解析亞洲棉基因組方面取得的最新進展。

亞洲棉（A基因組）又稱樹棉，原産于亞洲的熱帶和亞熱帶地區，是人類最早種植的農作物之一，同時也是目前世界最重要的經濟棉種——陸地棉——的祖先。朱玉賢院士與中國農科院棉花研究所喻樹訊院士、深圳華大基因組學研究所合作解析了全長1700兆堿基對的亞洲棉基因組，其中包含41330個蛋白編碼基因，基因組大部分（68.5%）由重複序列組成，是到目前為止已測序的雙子葉植物中重複序列比例最高的物種。通過與之前（Wang et al., 2012）由同一團隊完成的雷蒙德氏棉基因組（D基因組）的比較，發現A和D基因組在距今約5百萬年（2-13百萬年）之前從同一祖先分化而來，二者的基因數目和基因序列都極為相近，染色體水平上也保留了高度的共線性，但由于A基因組發生過多次大規模的反轉座子插入事件，導緻其基因組膨脹至超過D基因組的兩倍。上述研究結果将對人類認識棉花基因組的複雜性和棉屬物種進化的多樣性産生深遠的影響。

通過轉錄組分析和大規模基因比較，朱玉賢院士帶領研究團隊首次在不同的棉花基因組中發現乙烯信号分子發揮了截然相反的作用。他們發現，D基因組過多的乙烯合成抑制了棉纖維的發育，而A基因組乙烯的不足導緻棉纖維不能充分伸長。抗病基因家族研究顯示，相對于其近緣種可可，這些基因在對黃萎病有免疫力的D基因組中發生了顯著擴張，在A基因組中卻發生了顯著收縮。此外，大量抗病基因隻在D基因組中受黃萎病菌誘導迅速表達，導緻A基因組不能在早期有效響應黃萎病菌侵染，幾乎完全喪失抗病性。以上研究對于提高棉花産量和纖維品質，增強抗病性都有重要意義。

朱玉賢課題組的博士研究生李欽為共同第一作者。該研究工作受到國家科技部棉花973項目、國家自然科學基金委植物激素重大專項和國家重點實驗室基金資助。