长期以来，优质棉花品种选育主要依靠改良基因序列，这也是农作物育种的主流方式。那么，棉花育种是否存在全新突破口?近日，华中农业大学王茂军教授课题组给出了全新答案。团队研究发现，染色质三维结构是棉花品种改良的全新靶点，为培育优质高产棉花新品种、丰富棉花种质资源开辟了全新科研方向。该重磅研究成果于9月16日晚，在线发表于国际顶级学术期刊《细胞》。

“以往农作物育种，大多聚焦基因序列改良，通过优化基因来提升作物品质。”论文通讯作者王茂军教授介绍。为突破传统育种瓶颈、探索棉花选育新路径，研究团队开展了系统性科研攻关。团队筛选301份半野生、人工栽培的陆地棉种质资源，围绕棉花纤维生长发育全过程，采集337套高精度染色质空间结构数据，成功绘制出首张棉花群体三维基因组图谱。

依托这一图谱，科研人员可以直观对比不同棉花品种的染色质空间结构，精准量化分析棉花从野生到人工栽培驯化过程中，染色质三维结构发生的系列变化，为棉花品质溯源和品种改良提供精准数据支撑。

数据分析结果显示，半野生棉与人工栽培棉之间，共有1619对同源基因存在表达差异，而超过半数的基因差异，都来源于染色质三维结构的重塑。这也印证了，人工培育驯化棉花的过程，不只是改变了基因序列，更在潜移默化中重塑了细胞核内染色质的空间结构。

“简单来说，决定棉花纤维品质好坏的‘密码’，不止藏在基因序列中，基因在细胞核内的排布、折叠方式同样至关重要。”王茂军通俗解释道。此次研究首次将染色质结构边界、染色质环等三维结构指标，纳入农作物复杂性状的育种分析体系。

基于棉花群体三维基因组图谱，团队精准锁定88个染色质结构边界、203个染色质环核心驯化位点，筛选出能够有效促进棉花纤维发育、显著提升纤维品质的关键核心基因，为棉花品质改良找准了全新突破口。

王茂军表示，这项研究颠覆了传统育种思维，有望推动棉花育种实现跨越式升级，从以往单纯改良基因的“一维育种模式”，升级为重塑染色质空间结构的“立体育种模式”。这一创新成果，将为棉花品种创新、品质提质增效提供坚实的理论支撑和全新技术路径，助力我国棉花种业高质量发展。