植物矮化是重要的农艺性状。矮化品种具有抗倒伏能力强、适宜密植及机械化管理等特点,对于减少劳动强度、提高肥料利用率和提高产量具有重要意义,矮化突变体在矮化育种中具有重要的利用价值,同时也是研究植物茎的生长及激素调控的重要基因资源。棉花具有无限生长习性,植株高大。当前,世界上大多数产棉国,广泛采用化学抑制剂缩节胺控制棉花生长,使株高普遍控制在90-100 cm左右。尤其是自我国新疆“密、矮、早”种植技术的成功以来,使用化控棉花株高已经成为新疆棉花增产的重要措施。但大量喷施化学抑制剂缩节胺费工费事,还带来严重的环境污染问题。棉花是重要的经济作物之一,在世界及我国国民经济中占重要地位,因此,充分利用自然矮源,选育矮杆品种仍然是提高产量、提高农业生产效率的重要措施。本课题1998年在一个陆地棉廊坊1号与野生棉黄褐棉杂交选育12世代的材料LHF10中,发现一个自然矮化突变体,1998-2005年通过自交纯化,暂命名“AS98”。本研究建立在前人初定位研究的基础之上,利用QTL-seq对初定位进行验证,测序结果在D12染色体54Mb-55Mb出现显著高于阈值的△SNP-index值,该区间包含一个SSR标记NAU5204,这与前人构建的遗传连锁图上的一个标记吻合,证明了测序结果的可靠性,即D12:54Mb-55Mb可以作为控制AS98矮化基因的候选区间;随后我们对候选区间进行SV(Structure Variation)检测,发现在给定的候选区间内矮株(突变体)和高株(野生型)存在一个14K大片段的拷贝数变异(Copy Number Variation,CNV),为了验证该CNV的存在,我们设计扩增该段的Overlap引物,最终利用两个端点引物的组合(14k-5F/14k-2R)通过PCR成功的在矮株中扩出目的片段而高株中未能扩出,为了进一步验证结果的可靠性,我们利用该引物在10个矮株及10个高株中以基因组DNA为模板扩增,结果正如我们的预期,10个矮株中全部扩出,而高株中均未能扩出,证明CNV与矮化性状连锁。进一步研究发现该CNV内包含一个基因EXTR-DWARF,我们从CottonFGD网站上获得该基因的序列并利用NCBI网站的Primer Design功能设计该基因的全长引物,分别以矮株、半矮株、高株的基因组DNA为模板克隆该基因,测序结果显示该基因在三种表型不一的植株中序列完全相同,随后矮株和高株中qRT-PCR结果显示该基因在突变体及野生型的表达量存在极显著差异;为了进一步确定该基因就是控制AS98植株矮化的候选基因,经VIGS(Virus Induced Gene Silencing,病毒诱导的基因沉默)试验接种沉默该基因的病毒的矮化植株能够恢复株高至野生型高度,这也证明了该基因有很大的可能是与AS98植株矮化相关基因。本研究所用材料表现为极端矮化,是研究植物矮化机理的资源材料,本实验通过QTL-seq方法获得矮化相关位点信号区域,并利用二代测序获得的mapping reads鉴定到该区域内一个与矮化性状高度连锁的CNV标记,该标记中所携带的EXTR-DWARF基因经VIGS验证其功能与植株矮化相关。本研究首次结合QTL-seq和reads分析方法鉴定到与陆地棉极端矮化性状连锁的功能基因,为未来QTL精细定位和功能基因图位克隆提供了新的思路。