根系构型（Root System Architecture）是植物的重要性状之一，不仅决定着植物对水分和养分的吸收能力，在植物适应各种环境胁迫方面发挥着至关重要的作用。然而，根系形态性状属于数量性状，受多个复杂因素共同影响。因此，发掘利用棉花根形态性状的遗传位点和关键基因，定位影响棉花根形态性状的QTL或基因并明确其功能，对持续提高棉花产量和抗逆性具有重要意义。

近期，南京农业大学棉花遗传与种质创新利用团队完成了一项题为“Mining elite loci and candidate genes for root morphology-related traits at the seedling stage by genome-wide association studies in upland cotton (Gossypium hirsutum L.)” 的研究论文，在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报》（英文）， JIA) 2024年10期正式发表。 

该研究利用242份陆地棉材料，研究了棉花幼苗期的6个根系形态特征，包括主根长（MRL）、根系鲜重（RFW）、总根长（TRL）、根表面积（RSA）、根体积（RV）和根平均直径（AvgD）。相关性分析表明，TRL与RSA、RV与RSA和AvgD呈正相关关系，而TRL与AvgD呈显著负相关。研究结合实验室前期鉴定的56，010个单核苷酸多态性（SNPs）位点的基因型数据与根表型数据进行了全基因组关联分析（GWAS）。共鉴定出41个数量性状位点（QTLs），其中与MRL相关的QTL 9个、RFW 6个、TRL 9个、RSA 12个、RV 12个、AvgD 2个。此外，有8个QTLs在两个或多个性状上被重复检测到。结合转录组数据分析，在这些QTLs区间筛选到17个在根组织中高表达的候选基因。进一步对一个编码包含WPP结构域、具有调节根系发育功能的候选基因GH_D05G2106进行了功能验证。病毒诱导基因沉默（VIGS）试验表明，降低GH_D05G2106的表达显著抑制棉花根系发育，表明该基因在根系形态建成中具有正调节作用。研究结果为棉花根系发育生物学和根系相关育种研究提供了优异位点和候选基因。

南京农业大学棉花遗传与种质创新利用团队的郭旺珍教授和张大勇副教授为该文章的共同通讯作者，已毕业硕士生吴华香（现为南开大学在读博士研究生）和南京农业大学在读博士研究生宋晓辉为该文章共同第一作者。南京农业大学在读博士研究生陈川和已出站的博士后Muhammad Waqas-Amjid参与了部分研究工作。该研究得到了江苏省自然科学基金（BK20231468）和国家自然科学基金（31871668）等项目资助。

点击链接查看全文：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.03.037.

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。