原标题：10年，他们打磨棉花育种“金钥匙”

中国科学报记者 李晨 通信员 蒋朝常

2013年夏天的一个傍晚，华中农业大学讲解、棉花团队带头东谈观点献龙把博士一年龄学生王茂军叫到办公室，向他提议了一个“灵魂之问”：“棉花是个异源四倍体，有两套不同源头的亚基因组，它们究竟是若何调控纤维发育与品性变成的呢？”

而后10年，王茂军在张献龙率领下一步步解开这个问题，在《当然-遗传学》畅达发表了4篇论文。而王茂军也从别称博士生成长为华中农业大学讲解，率领我方的团队在棉花育种的谈路上连接深耕。

其中，第四篇《当然-遗传学》论文于10月16日在线发表。论文贯通了异源四倍体陆地棉两个亚基因组对纤维发育和品性变成的动态协同调控机制，阐释了亚基因组同源基因用于纤维品性改造的后劲，提议了基因组模块化的优质棉贪图育种构想，转变了多倍体性状上风变成的调控表面和育种理念。

有远见的“灵魂之问”

王茂军于今仍记起10年前阿谁傍晚。当他濒临张献龙提议的“灵魂之问”快速搜索大脑中干系常识“内存”时，张献龙又问：“全国上有莫得经营前例？”“有莫得干系文件？”“咱们能不成作念？”

一个接一个的问题，内容上皆是基于照拂“国度的优质棉短少”的宏伟愿景提议的。

论文通信作家张献龙告诉《中国科学报》，科学经营发现，四倍体陆地棉的两个亚基因组皆存在调控棉花纤维品性变成的基因。既然如斯，究竟是哪套亚基因组上的基因在调控棉花纤维品性？不详说，在全局水平上两个亚基因组若何协同调控纤维品性变成？

“由于这个问题不了了，导致陆地棉种质资源的靶向性育种应用不彊，约束了陆地棉纤维品性的进一步育种改造。因此，经营两个亚基因组若何协同调控棉花纤维变成这一紧要表面问题对优质棉花纤维育种至关要紧。”张献龙说。

在论文共同通信作家王茂军看来，这是一个富足远见的问题。

“其时回话这个问题诅咒常困难的，咱们的基础相等薄弱。基础薄弱到什么地步呢？咱们连棉花亚基因组什么神色皆不知谈，莫得圆善的四倍体棉花基因组。是以咱们迈出了第一步，拼装异源四倍体棉花——海岛棉的基因组。”王茂军说。

那时候，基因组学经营范围已是一派“红海”，国表里的经营者皆看到了该范围的经营价值，每个月皆有新的基因组发表。

濒临薄弱的生物信息学基础和严峻的竞争场面，张献龙饱读舞王茂军别拒接。于是，王茂军向同范围学者求教问题，与课题构成员经营发达，从早上7点经营到晚上12点，奋发追逐基因组学经营的前沿。

2015年，海岛棉基因组草图拼装完成。张献龙、王茂军等东谈主发现，At亚基因组与Dt亚基因组上，参与纤维素合成的要道基因在纤维发育不同期期出现相反抒发。基于此，他们提议了“亚基因组互助调控纤维发育的悉力于模子”。

张献龙说：“第一关如故迈夙昔了，背面要照拂更深脉络的问题。”

团队在新疆的棉花考研田。受访者供图

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十年步步为“赢”

同庚7月，王茂军开动了新一轮经营——将陆地棉的野生种系与栽培品种进行比拟。之是以要开展这项经营，是因为陆地棉野生种纤维棕黄而短，陆地棉驯化种则具有白色的长纤维。他们想要弄清陆地棉履历了什么才发生这种滚动。

2017年，干系经营效果在《当然-遗传学》上发表。王茂军说，在5000多年的驯化历程中，两个亚基因组中正常仅有一个亚基因组被东谈主工采用，阐发其对纤维品性变成很要紧，“同期这让咱们进一步念念考，莫得被育种采用的另一个亚基因组究竟若何调控纤维品性”。

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于是，他们尝试从纤维品性更优的四倍体海岛棉身上寻找谜底。用海岛棉改造陆地棉，是否有望得回产量高、品性好的渴望的棉花？

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2019年，干系经营效果再次登上《当然-遗传学》。这一次，他们找到了约束海岛棉特优纤维品性的干系遗传位点和基因。“这些基因定向导入到陆地棉的一个亚基因组中，不错晋升陆地棉的纤维品性。”王茂军说。

棉属平常散播于好意思洲、亚洲、非洲、澳洲，不同棉培植株相反泄漏。于是他们想，能否找到更多的未被应用的优异基因，从而改善棉花纤维的品性。

他们尝试从陆地棉、海岛棉的先人身上寻找谜底。2022年，他们第三次在《当然-遗传学》发表著作。这一次，他们找到了棉花纤维“从无到有、从有到优”演化的原因。他们还找到了一些亚洲棉特异的基因，将它们导入陆地棉，有望晋升纤维品性。

“把柄万古刻的经营，咱们细目四倍体棉花两个不同发祥的亚基因组是其在育种上的自然上风。”王茂军说，“淌若能用好这两个亚基因组，棉花纤维品性一定能更进一竿。”

早在几年前，论文共同第一作家、团队博士后马益赞就从全全国网络的棉花材料中全心挑选了400份种质。由论文共同通信作家、华中农业大学讲解涂礼莉带队，一滑13东谈主入驻华中农业大学黄冈基地，进行田间考研和样品网络，同期在室内开展基因敲除实验考证……

随后，花式认真进入数据分析阶段，团队进入3天一经营的“妖魔”模式。

从数据章程，到展示方式、情绪搭配，再到翰墨描摹，王茂军在每一处细节上皆镌脾琢肾。团队博士生戚正阳说：“无论聚餐、开会如故出差，咱们皆离不开课题经营。”

“我剖析科研的谈路上总会有许多盘曲，我也履历过。”王茂军说，“作念科研是件幸福的事，我但愿学生皆能体会到。”

团队博士生尤佳琦说：“为排解科研压力，王真挚常常同咱们共享一些历史故事。诚然责任很贫瘠，但每个东谈主皆充满斗志和劲头儿。”

他们的付出在本年连接吐花驱散，第四篇《当然-遗传学》论文10月上线。

两代东谈主的悉力于

从2019年到2023年，王茂军的经营小组如故从5东谈主壮大到了23东谈主，至少两代东谈主得回了磨真金不怕火与成长。

在张献龙的引导下，王茂军成长为自作家数的后生科研东谈主员。在王茂军的引导下，博士生尤佳琦、刘振平、戚正阳等从跟在师兄、学姐背后的小师弟、小师妹，成长为值得依靠和相信的师兄、学姐。

经过10年不懈探索，团队师生深深地感受到作念科研是一件既贫瘠又幸福的事，接下来他们要把论文效果干预性状应用和出产实践。

“咱们现时提议的通过优化亚基因组同源基因抒发来改造纤维品性的构想，算是对10年前张真挚提议的问题的初步、较为考究的回话。”王茂军说，“咱们找到了陆地棉两个亚基因组‘悉力于’协同调控纤维品性变成的基因模块，并分析了其在育种经由中的应用情况，为进一步精确改造纤维品性提供了表面依据。”

他们分析了当今出产上的栽培品种，只好梗概30%的两个亚基因组皆存在的纤维干系基因被大部分品种应用了。王茂军说，这就示意在两个亚基因组中还有极端一部分基因莫得同期被育种应用，即两个亚基因组对纤维品性的孝顺还有高大后劲值得挖掘。

“它是咱们在多倍体物种中开展育种应用、改造性状的一把‘金钥匙’。要更了了地回话‘灵魂之问’，还有许多经营需要开展。毁坏砂锅问到底，翌日咱们将连接打磨这把‘钥匙’，进一步鼓励基因组贪图育种，育成优质高产的棉花品种。”王茂军说。

张献龙说：“咱们如故作念了许多基础经营和表面经营，打下了很好的基础。可是经营最终应该落在品种改造上开云在线，要开荒育种新期间并育成更好的品种，为棉农增添福祉。”