연구에 의하면 면화 이원 4배체 중복 유전자 그룹의 진화 불일치를 밝혀냈다

최근 중국농업과학원 면화연구소/면화생물학 국가중점실험실 연구원 유방팀 유엔 내외 여러 연구 단위는 전 유전자 그룹 수준에서 4배체 면종의 다배화, 적응성 진화와 조련을 연구하여 면화 다배화 및 인공 조련 과정의 유전적 변이 기초를 제시했다.다른 농작물의 다배화 연구에 이론적 기반을 제공하고 면화 육종 혁신에 중요한 종질 자원을 제공했다.관련 성과는 온라인으로 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표되었다.

다배화는 식물 진화의 중요한 메커니즘으로 인해 다배체 식물은 광범위한 적응 능력을 가지게 한다.흔히 볼 수 있는 다배체 식물은 6배체 밀, 4배체 면화와 감자 등이 있다.이원 4배체 면화는 육지면, 해도면, 모면, 황갈면, 다윈면, 에크만면, 스티븐 면 등 7개 면종을 포함하는데, 이 중 5개 이원 4배체 면종의 유전자 그룹 서열이 발표됐고, 최근 발견된 야생면인 에크만면과 스티븐 면의 유전자 그룹 도표는 아직 보도되지 않았다.에크만 면과 스티븐 면화의 유전자 그룹 정보를 분석하는 것은 이원 4배체 면화 진화 퍼즐의 전체 완성을 상징하고 면화의 다배화와 진화 메커니즘을 분석하는 데 중요한 의미를 가진다.

이 연구는 에크만면, 스티븐 면과 한 육지면 야생종계를 측정하여 면화의 다배화와 적응성 진화 과정에서 광범위하게 존재하는 유전자 그룹 구조의 변이를 분석했다.4배체 면종의 표형 분화, 유전적 격리와 유전적 동등을 결합하여 면화 생물의 다양성과 면화 조련의 유전적 기반을 논술했고 야생면이 조련 면종에 대한 적응성에 비교적 강한 유전자가 침투하는 것을 발견했다.

한층 더 연구한 결과 면화 조련 과정 중 인산펩티드 결합 단백질의 유전자 구조 변이는 섬유 길이와 관련이 있을 수 있다. 아세틸렌 보조효소 Aδ이소효소3과 비닐호응인자 RAP2-7은 식물호르몬과 관련된 생화학적 경로를 조절하여 면화의 비생물적 협박 내수성을 높일 수 있다.

이 연구결과는 다배체 면화 계통 발육 연구의 공백을 메우고 면화 다배화 과정에서의 적응성 진화 메커니즘을 제시하여 면화의 저항성과 섬유질 유전 개량에 귀중한 유전 재료를 제공하였다.

이 연구는 국가자연과학기금 등의 지원을 받았다.중면소는 이미 박사과정을 졸업했고 면화생물학 국가중점실험실 안양공대학 기지교수 팽인해는 논문의 제1저자이며 유방은 총통신저자이다.북경노화치원과학기술유한공사, 미국 에버엠주립대학 등 여러 기관이 이 연구에 참여했다.