棉花种子因何大小不一？科研团队揭示其形成奥秘

石榴云/新疆日报讯（记者 盖有军报道）近日，由中国农业科学院西部农业研究中心杨作仁研究员带领的棉花分子遗传改良创新团队，通过多组学联合分析和分子遗传学验证，系统解析了棉花种子大小形成的遗传基础及其分子调控机制。相关研究成果以“联合运用多组学方法阐明棉花种子性状的遗传基础”为题，发表在国际学术期刊《前沿研究杂志》上。

棉花是新疆重要的经济作物，种子大小不仅关系到发芽情况和幼苗长势，还直接影响产量和品质。不过，棉花种子大小这个性状比较复杂，既受多种基因共同控制，也容易受到环境影响，用传统方法很难看清其中的“门道”，需要创新探索一种高效、系统的研究策略。

3月8日，中国农业科学院西部农业研究中心副主任、研究员杨作仁（中）在进行棉花育种实验。岳勇超摄

该论文共同第一作者、中国农业科学院西部农业研究中心研究实习员赵如梦介绍，在这项研究中，科研团队应用多组学联合分析和分子遗传学验证，对419份棉花材料进行系统分析，把表型、基因、转录和代谢等多方面数据整合起来研究。简单来说，就是既看“长什么样”，也看“基因怎么变”，还看“体内怎么运作”。

科研团队先通过自主搭建的智能分析平台，对种子长度、宽度、面积等指标进行精准测量，再结合基因组的数据找出和种子大小有关的关键区域，这些区域中包含上百个基因，控制种子大小的基因就隐藏在其中。接着通过转录组数据，筛选出一批随机分布在基因组中，可能与种子大小相关的核心基因。通过这些基因的交叉比对，最终精准锁定了一个关键基因，并通过实验验证，确认它在种子发育的不同时期的“明确分工”：前期主要促进能量供应和细胞扩展，后期则帮助积累养分，让种子更加饱满，最终影响种子大小。

杨作仁研究员表示，这项研究搭建了一套从性状测量到基因定位，再到功能验证的完整研究思路，不仅为棉花种子性状分子育种提供了新的关键基因资源和理论依据，也为多组学技术解析复杂农艺性状提供了重要参考。他表示，未来通过加强多学科融合，把“表型—基因—代谢—环境”等数据打通，可进一步完善作物性状调控模型，推动育种方式从“依靠经验”向“智能设计”转变，为提升新疆棉花产量和质量提供更有力的科技支撑。