【MBAChina网讯】2018年12月3日，国际著名期刊Nature Genetics杂志上在线发表了华中农业大学棉花遗传改良团队的基因组研究最新成果，题为Referencegenome sequences of two cultivated allotetraploid cottons, Gossypiumhirsutum and Gossypium barbadense。该论文介绍了整合多种方法组装得到的异源四倍体栽培种陆地棉和海岛棉的参考基因组序列，为棉花基因组进化和功能基因研究提供了重要参考，对基于基因组的棉花遗传改良具有重要指导作用。

棉花共有四个栽培种，两个二倍体栽培种生产上已不再使用，生产上主要使用的是两个四倍体栽培种，陆地棉和海岛棉。陆地棉是棉花的主要栽培种，其产量高，适应性强。海岛棉的产量低，栽培区域性强，但是其纤维品质比陆地棉优。将海岛棉中控制优异纤维品质的遗传片段导入到陆地棉，改良陆地棉的纤维品质，是我校棉花遗传改良团队长期坚持的目标。尽管已从海岛棉中克隆了一系列功能基因，但这两个棉花基因组存在什么样的差异，究竟哪些基因组片段控制海岛棉优异纤维品质的形成等仍不清楚。虽然两个棉花的基因组草图已经发表，但是由于组装质量和完整性不高，很难直接从全基因组水平进行比较。

为了得到精细的基因组序列，该研究利用第三代测序技术（PacBioRS II），BioNano光学图谱技术和染色质高级结构捕获技术（Hi-C）进行联合组装。与以前发表的基因组草图相比，该项研究组装的基因组序列在连续性和完整性上有极大提高（陆地棉基因组的连续性提高了55倍，海岛棉基因组提高了90倍）。

该研究成功组装了高度重复的基因组区域，例如着丝粒。通过比较两个棉花四倍体种的基因组，研究发现二者存在大量的结构变异。通过与二倍体棉花进行比较，发现很多结构变异来自于棉花基因组的异源多倍化事件之后。值得注意的是，该研究发现两个棉花种的14对染色体之间存在染色体臂内和臂间的大片段倒位现象。

为了将这些基因组变异应用到棉花纤维的遗传改良中，该研究对陆地棉和海岛棉之间的遗传导入系材料进行基因组分析，鉴定了13个控制纤维品质的遗传位点。同时，结合纤维发育的转录组数据，探究了这些遗传位点的表达调控机制。该研究对导入系材料的分析为今后通过海岛棉改良陆地棉的种间渐渗育种提供了参考。

华中农业大学张献龙教授、林忠旭教授，美国爱荷华州立大学的JoshuaA. Udall教授和英国杜伦大学的Keith Lindsey教授为本文的共同通讯作者。华中农业大学王茂军博士、涂礼莉教授和袁道军副教授为本文的共同第一作者。该项研究得到国家自然科学基金、国家转基因专项、博士后创新人才支持计划和中国科协青年人才托举工程的资助。

2017年3月7日，Nature Genetics在线发表了我校作物遗传改良国家重点实验室博士生王茂军的研究论文“棉花驯化过程中的不对称亚基因组选择和顺式调控分歧”(Asymmetric subgenome selection and cis-regulatory divergence during cotton domestication)，如此高质量的文章在棉花学界并不多见。

2018年12月3日，国际著名期刊Nature Genetics杂志上又发表了我校棉花遗传改良团队的基因组研究最新成果，题为Referencegenome sequences of two cultivated allotetraploid cottons, Gossypiumhirsutum and Gossypium barbadense。

王茂军这位长着娃娃脸的博士，从未有“座右铭”的他，谈起科研的故事与经历，从容淡定，一个个新奇的想法从他思维深处跳跃出来。

“闭关月余炼‘真经’”

时间要回到2011年7月，来自四川广元农村的王茂军保送到本校攻读硕士学位，性格稳健持重的他觉得科研是自己不错的选择，而师从张献龙教授，更是他的梦想与追求。

事实上，王茂军的科研之路还可以往前追溯，得益于华中农业大学的“大学生科技创新基金（SRF）”项目，王茂军从大二开始接触作物遗传育种方面的前沿科学，对生物信息学尤感兴趣，以致于到2013年直博方向确定时，他毫不犹豫决定选择了这块熟悉而又陌生的领域。

然而，学界普遍认为生物信息学“这块骨头”并不好啃。王茂军不得不“从头再来”，新知旧识“一勺烩”，恶补不足。进入实验室之后，王茂军开始把大量的时间花在海岛棉基因组测序上。

海岛棉基因组测序项目于2011年底启动，由袁道军老师牵头，王茂军和刚进实验室的硕士高文辉“相依为命”并肩作战。谁知，这个项目一直持续了3年。王茂军在最基础的研究中获得了大量科研灵感，也收获了大量的一手数据。

按照当时的设想，当时的测序就是为发表Nature Genetics这类档次文章设计的，但科研的机会稍纵即逝，正当撰写论文时，国际传来消息，他们的同行已经抢先发表了内容相似的文章。

不得已，他们只能收拾提炼，发表了一篇5分的文章。当时指导实验的张献龙教授笑言：“花100万，做了5分的文章！”但是，他并未求全责备，只是鼓励王茂军科研在于厚积薄发：“这次工作至少锻炼了你！”。

王茂军没想到，这篇迟到的NG终于在2年之后的2017年3月7日发表。

回想那段时光，王茂军觉得自己的奋斗还是很值得，“那是最好的磨砺，成长过程中的曲折！”

让王茂军记忆犹新的是，2013年的冬天，当他们的研究进入攻坚阶段时，张献龙为他们专门开辟了一个小小办公室，让袁道军、王茂军和高文辉“入驻”，专门讨论科研进展，设计实验，共同解析数据。

所谓的办公室，就是基因楼附楼的温室，在那里，王茂军和他的战友“封闭”1月有余，晚上到12点以后、早上7点准时到场已然成为一种常态。而团队的袁道军也和大家一样，上完课就奔赴温室，马不停蹄。王茂军说：“这俨然一种科研修行，‘修为’是慢慢练出来的。”

而张献龙每当有空，就会过来与他们探讨科研问题、询问进展。让王茂军感动的是，张献龙教授为弥补被“发配”温室的王茂军，在生活上特意“照顾”他——每个月给他多开500元的生活补助。

那段时间纵然辛劳，但在王茂军看来，科研的种子已经发芽，幼苗甚至呼之欲出，他相信：“小小棉花会改变世界！”

“尽快完成！尽快完成！”

大约在2015年7月份左右，张献龙教授敏锐地看到，棉花在长达5000多年的驯化过程中基因组水平受到强烈选择的问题，他判断，群体进化在国际上还属前沿，并且有巨大的研究潜力。他果断组织王茂军等开展新一轮的研究，他们的目标很简单，要攻克这些前沿问题。

而此时，王茂军还同时在另外2个课题中从事科研工作，“白加黑、5加2”，王茂军开始了忘我的工作和艰辛地探索。

但在王茂军看来，这些似乎不值得述说，因为科研本来就要沉静，没有什么“惊涛骇浪”。他相信导师敏锐的科研洞察力，方向既定、格局已布，自己朝着这方向努力便是。

彼时，王茂军处于工作的亢奋和灵感迸发的高峰，唯独让他担心的是自己会慢于同行。他告诫自己绝不能“重蹈覆辙”，自己的脚步只能加快，断无停滞的理由。

于是，每天他对自己说的最多的话即是：“尽快完成！尽快完成！”每天清晨，王茂军都感觉国际国内同行的工作在不断推进，只有同行才是赤裸裸的竞争，他加快了脚步。

在棉花的科研王国里畅游几年，王茂军深知棉花研究的不易：基因组草图序列质量较低、功能基因组研究困难、次生代谢物复杂……棉花研究难做，这是行内科学家们的“共识”。

然而，诚如张献龙所说，正因为难做，做出来才有意义，有潜力和空间，长线研究才有效益。

经过长期科研“历劫”，让王茂军思维大开。在所发表的文章中，他有三个“首次”值得称道：

——首次系统地比较棉花野生种和驯化种之间的基因组差异，利用GWAS鉴定控制棉花纤维品质相关性状的关键位点。

——首次通过基因组水平的比较，研究驯化过程中，多倍体棉花不同亚基因组受到的差异性选择，并阐述其如何促进优质长纤维的发育。

——首次巧妙地将DNA酶I酶切测序和三维基因组技术结合起来，用来鉴定棉花的转录调控元件，分析这些元件受到的驯化选择。这项研究是首次在植物中对非编码区的调控变异进行分析，为在其他物种中挖掘功能变异提供了重要参考。

“我没有座右铭”

在实验室、在会议室、在租住的房屋，王茂军中给人一种勤快、积极、朝气、阳光的“娃娃脸”形象，然而他在做科研时却是极为严谨和认真。

快乐的科研达人背后的故事也让人无不动容。

2013年6月16日18:17，王茂军的QQ日志中出现一句话：“父亲活着的时候，你觉得他是井里的青蛙。父亲离世的时候，你才知道自己的天塌了！”

有很多同学师长在那时才知道王茂军家里的变故，他们不知，早在2011年冬，王茂军的父亲因急性心肌梗死不幸去世。

也正是那段时间，王茂军强忍内心的苦楚，坚持上课、做实验、读文献，唯独担心的就是年迈的母亲，一个人勉强支撑一个家。

在危难之际，张献龙多次找他谈心谈话，用聊天的形式化解王茂军心中的苦闷。张献龙鼓励王茂军：“多读书才是对父母最好的孝敬。”走出阴影的王茂军从此开启了一段难忘的科研经历。

在王茂军眼中，全然是科研的那些事、棉花的那些事。

未来，他思虑如何将已有的研究成果应用到棉花生产，直接为棉农增收；未来，他思考将已经找到的在野生棉中控制重要性状的位点导入栽培种中，进行育种改良；未来，他踌躇满志，将在纤维单细胞研究中进一步披荆斩棘。

谈及未来，王茂军眼中充满了期待。他还说，如果时间和精力允许，自己想去国外做博后研究，想到国际顶尖学术科研机构去看看，扩大国际视野。他相信，国际顶尖的学术科研机构有更前沿的研究思维和设备设施。

对于已经取得的成绩，他说，来自于导师的指导，来源于团队的合作，来源于科研灵感，而自己只是做了一些总结提炼的工作。

王茂军说：“我没有座右铭，只是实实在在、扎扎实实做事罢了！”爽朗的笑声回荡在二综C408会议室里，清新，如春风一般。