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，华中农业大学解说、棉花团队带头东说念主张献龙把博士一年龄学生王茂军叫到办公室，向他淡漠了一个“灵魂之问”：“棉花是个异源四倍体，有两套不同着手的亚基因组，它们究竟是怎样调控纤维发育与品性酿成的呢？”

尔后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》调和发表了4篇论文。而王茂军也从又名博士生成长为华中农业大学解说，率领我方的团队在棉花育种的说念路上赓续深耕。

其中，第四篇《当然-遗传学》论文于10月16日在线发表。论文说明了异源四倍体陆地棉两个亚基因组对纤维发育和品性酿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纠正的后劲，淡漠了基因组模块化的优质棉筹备育种构想，转变了多倍体性状上风酿成的调控表面和育种理念。

有远见的“灵魂之问”

王茂军于今仍铭刻10年前阿谁傍晚。当他面临张献龙淡漠的“灵魂之问”快速搜索大脑中关系常识“内存”时，张献龙又问：“天下上有莫得掂量前例？”“有莫得关系文件？”“咱们能不可作念？”

我工作室的装修已基本完成，上周找开荒保洁来打扫完之后，我自己在屋里闲溜达（其实很小，几步就溜达到头了），发现白色的楼梯，很快又被我踩出了鞋印。这个楼梯原本是深色，改装时我让装修师傅喷成了纯白。师傅好心提醒我：白色是好看，就是不耐脏，不好打扫。我知道啊。小公寓这种小楼梯，又短又窄，没法用洗地机，只能拿抹布手动擦。要保持纯白色纤尘不染，恐怕一天擦几回都不够多。但我就是想要啊。我之前看过很多loft装修案例，就喜欢白色楼梯干干净净，清清爽爽。我也知道，对我这种懒人，可能坚持不了多久。没关系。等我喜欢够了、嫌麻烦的时候，去买个踏步垫，或者加一层踏面原木板，就解决了。那是以后的事。眼下，我要先满足自己，先爽了再说。怎样算活在当下？我觉得这就是活在当下。我不想为了以后“可能会嫌麻烦”，去压抑我现在的需求。我不想因为白色楼梯“以后会变色，会擦不掉，会有划痕”，就放弃眼下拥有它的快乐。反正这一刻，我看着它，就满眼欢喜，全心满意。以后的事以后再说，以后有问题以后再解决。

一个接一个的问题，施行上齐是基于惩处“国度的优质棉清寒”的宏伟愿景淡漠的。

论文通信作家张献龙告诉《中国科学报》，科学掂量发现，四倍体陆地棉的两个亚基因组齐存在调控棉花纤维品性酿成的基因。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？或者说，在全局水平上两个亚基因组怎样协同调控纤维品性酿成？

“由于这个问题不通晓，导致陆地棉种质资源的靶向性育种运用不彊，松手了陆地棉纤维品性的进一步育种纠正。因此，掂量两个亚基因组怎样协同调控棉花纤维酿成这一紧要表面问题对优质棉花纤维育种至关遑急。”张献龙说。

在论文共同通信作家王茂军看来，这是一个宽裕远见的问题。

“那时复兴这个问题詈骂常阻难的，咱们的基础很是薄弱。基础薄弱到什么地步呢？咱们连棉花亚基因组什么式样齐不知说念，莫得齐备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。

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那时候，基因组学掂量鸿沟已是一派“红海”，国表里的掂量者齐看到了该鸿沟的掂量价值，每个月齐有新的基因组发表。

面临薄弱的生物信息学基础和严峻的竞争所在，张献龙荧惑王茂军别辞谢。于是，王茂军向同鸿沟学者教唆问题，与课题构成员筹议施展，从早上7点掂量到晚上12点，用功追逐基因组学掂量的前沿。

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2015年，海岛棉基因组草图拼装完成。张献龙、王茂军等东说念主发现，At亚基因组与Dt亚基因组上，参与纤维素合成的关键基因在纤维发育不同期期出现互异抒发。基于此，他们淡漠了“亚基因组协作调控纤维发育的悉力于模子”。

张献龙说：“第一关依然迈夙昔了，后头要惩处更深端倪的问题。”

团队在新疆的棉花教师田。受访者供图

十年步步为“赢”

同庚7月，王茂军开动了新一轮掂量——将陆地棉的野生种系与栽培品种进行相比。之是以要开展这项掂量，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调动。

2017年，关系掂量后果在《当然-遗传学》上发表。王茂军说，在5000多年的驯化历程中，两个亚基因组中每每仅有一个亚基因组被东说念主工选用，证明其对纤维品性酿成很遑急，“同期这让咱们进一步念念考，莫得被育种选用的另一个亚基因组究竟怎样调控纤维品性”。

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。用海岛棉纠正陆地棉，是否有望取得产量高、品性好的生机的棉花？

2019年，关系掂量后果再次登上《当然-遗传学》。这一次，他们找到了适度海岛棉特优纤维品性的关系遗传位点和基因。“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。

棉属平时鉴识于好意思洲、亚洲、非洲、澳洲，不同棉栽植株互异赫然。于是他们想，能否找到更多的未被运用的优异基因，从而改善棉花纤维的品性。

他们尝试从陆地棉、海岛棉的祖宗身上寻找谜底。2022年，他们第三次在《当然-遗传学》发表著述。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。

“凭证长时间的掂量，咱们详情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，“若是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天下网罗的棉花材料顶尽心挑选了400份种质。由论文共同通信作家、华中农业大学解说涂礼莉带队，一溜13东说念主入驻华中农业大学黄冈基地，进行田间教师和样品网罗，同期在室内开展基因敲除实验考证……

随后，技俩厚爱进入数据分析阶段，团队进入3天一筹议的“妖魔”模式。

从数据划定，到展示步地、感情搭配，再到翰墨状貌，王茂军在每一处细节上齐镌脾琢肾。团队博士生戚正阳说：“无论聚餐、开会如故出差，咱们齐离不开课题筹议。”

“我剖释科研的说念路上总会有许多迂曲，我也履历过。”王茂军说，“作念科研是件幸福的事，我但愿学生齐能体会到。”

团队博士生尤佳琦说：“为排解科研压力，王诚笃每每同咱们共享一些历史故事。固然责任很勤苦，但每个东说念主齐充满斗志和劲头儿。”

他们的付出在本年赓续吐花松手，第四篇《当然-遗传学》论文10月上线。

两代东说念主的悉力于

从2019年到2023年，王茂军的掂量小组依然从5东说念主壮大到了23东说念主，至少两代东说念主取得了磨真金不怕火与成长。

在张献龙的指引下，王茂军成长为自强不断的后生科研东说念主员。在王茂军的指引下，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，成长为值得依靠和信托的师兄、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勤苦又幸福的事，接下来他们要把论文后果插足性状应用和分娩扩充。

“咱们现时淡漠的通过优化亚基因组同源基因抒发来纠正纤维品性的构想，算是对10年前张诚笃淡漠的问题的初步、较为淡雅的复兴。”王茂军说，“咱们找到了陆地棉两个亚基因组‘悉力于’协同调控纤维品性酿成的基因模块，并分析了其在育种经由中的运用情况，为进一步精确纠正纤维品性提供了表面依据。”

他们分析了目下分娩上的栽培品种，惟有有时30%的两个亚基因组齐存在的纤维关系基因被大部分品种运用了。王茂军说，这就示意在两个亚基因组中还有非凡一部分基因莫得同期被育种运用，即两个亚基因组对纤维品性的孝敬还有宏大后劲值得挖掘。

“它是咱们在多倍体物种中开展育种应用、纠正性状的一把‘金钥匙’。要更通晓地复兴‘灵魂之问’，还有许多掂量需要开展。突破砂锅问到底，将来咱们将赓续打磨这把‘钥匙’，进一步股东基因组筹备育种，育成优质高产的棉花品种。”王茂军说。

张献龙说：“咱们依然作念了许多基础掂量和表面掂量王者荣耀在线，打下了很好的基础。然而掂量最终应该落在品种纠正上，要建造育种新工夫并育成更好的品种，为棉农增添福祉。”