【酒泉市2022年引进急需紧缺人才宣介会在兰州理工大学举办】
12月24日，“才聚酒泉·筑梦飞天”酒泉市2022年引进急需紧缺人才宣介会在兰州理工大学举办。
在宣介会上，酒泉市介绍了高校毕业生在酒泉就业发展的优势和引进人才政策。近年来，兰州理工大学坚持产学研深入融合，深化与地方政府、企业的合作，先后成立了敦煌设计形态学研究院、酒泉先进技术研究院，为丝绸之路沿线高校设计学科深入交流合作及酒泉科技进步，特别是为酒泉新能源装备、石油化工等支柱产业发展打造了良好的平台。酒泉市委、市政府高度重视人才工作，寻觅人才求贤若渴，明确提出要着力打造区域性人才集聚新高地的战略部署。酒泉市将以百分之百的热情、全心全意的服务为优秀人才搭建施展才华的平台、创建成就事业的舞台，也希望能和广大优秀人才共创酒泉美好未来。
兰州理工大学副校长曹洁在推介会上致辞，介绍了学校的办学特色。
会上，各县市区委组织部长作了宣传推介；兰州理工大学校友、酒泉市大数据服务中心副主任段海强分享了在酒泉工作和生活的感受；播放了引进人才专题宣传片。
会后，酒泉市在兰州理工大学学生活动中心开展了政策咨询、洽谈招聘报名活动。
（酒泉日报全媒体记者：张静 范昊帆）
责任编辑：魏海玲
12月24日，“才聚酒泉·筑梦飞天”酒泉市2022年引进急需紧缺人才宣介会在兰州理工大学举办。
在宣介会上，酒泉市介绍了高校毕业生在酒泉就业发展的优势和引进人才政策。近年来，兰州理工大学坚持产学研深入融合，深化与地方政府、企业的合作，先后成立了敦煌设计形态学研究院、酒泉先进技术研究院，为丝绸之路沿线高校设计学科深入交流合作及酒泉科技进步，特别是为酒泉新能源装备、石油化工等支柱产业发展打造了良好的平台。酒泉市委、市政府高度重视人才工作，寻觅人才求贤若渴，明确提出要着力打造区域性人才集聚新高地的战略部署。酒泉市将以百分之百的热情、全心全意的服务为优秀人才搭建施展才华的平台、创建成就事业的舞台，也希望能和广大优秀人才共创酒泉美好未来。
兰州理工大学副校长曹洁在推介会上致辞，介绍了学校的办学特色。
会上，各县市区委组织部长作了宣传推介；兰州理工大学校友、酒泉市大数据服务中心副主任段海强分享了在酒泉工作和生活的感受；播放了引进人才专题宣传片。
会后，酒泉市在兰州理工大学学生活动中心开展了政策咨询、洽谈招聘报名活动。
（酒泉日报全媒体记者：张静 范昊帆）
责任编辑：魏海玲
#手机[超话]# 【手机屏碎？有了它，手机想碎都难】中国科学院过程工程研究所研究员李建强团队研制出一种高熵玻璃。这种玻璃样品具有破纪录的硬度和模量，多项指标远超美国康宁公司的主流产品——第六代大猩猩玻璃（曾被称为有史以来最“坚强”手机屏幕）。该成果已在《细胞》子刊iScience上发表。
也许在不远的将来，你的手机屏幕“想碎都难”。
破纪录的“硬”玻璃
“这种氧化物高熵玻璃，具有破纪录的硬度和模量，以及优异的断裂韧性。”李建强告诉《中国科学报》，“玻璃样品在硬度、模量和断裂韧性上远超第六代大猩猩玻璃，在盖板玻璃领域具有重要的潜在应用。”
高熵是近年来合金、陶瓷等领域对一类新型材料体系的称呼，这一概念最早来自于高熵合金。
李建强介绍，作为一种全新的材料体系，高熵材料打破了传统材料的设计理念，在金属、陶瓷及金属间化合物等领域受到广泛关注。
与传统材料相比，高熵材料在力学、物理和化学性能等方面表现出独特优势，目前已成为国际材料学术界的重要研究热点之一。
传统的合金材料主要由一两种主要组元组成，再加入一些其他微量元素提升特性。而高熵合金的主要组元通常为四五种以上，且各种组元的含量接近等比例。
“熵可以用于描述一个体系的复杂程度，高熵可以理解为高的混乱度。高熵材料与常规材料体系相比，具有更高的混乱度。现有研究认为，这种混乱度在某些方面可以打破常规，从而产生一些意想不到的性能。”
论文第一作者、中国科学院大学在读博士生郭永昶对《中国科学报》说，“以往概念中，合金中加的金属种类越多，就会越脆，但高熵合金和以往的合金不同，添加多种金属也不会脆化，是一种颠覆性的材料设计新方法。”
除此之外，李建强解释道，模量（指杨氏模量）是描述固体材料在外力作用下抵抗弹性形变能力的物理量，高模量可以在一定程度上反映玻璃抵抗划痕的能力。
“作者报告了3种新型的多组分玻璃，通过无容器熔体急冷工艺制备，可以使玻璃具有很高的硬度和杨氏模量……”该论文审稿人评论说，“这些结果引起了材料科学界的很大兴趣。”
“硬核”技术造就更强
随着手机、平板电脑等电子产品越来越轻薄、屏幕越来越大，对盖板玻璃的各项性能要求也越来越高。在盖板玻璃的抗摔性测试方面，主流的方法是将样机从一定高度下自由掉落，然后统计盖板玻璃的破碎情况。
2018年，康宁公司宣布第六代大猩猩玻璃研制成功。根据该公司实验室数据，第六代大猩猩玻璃从1米的高度跌落到粗糙的平面上，可以经受15次摔打而不破损。
市场调查显示，人们平均每年手机意外掉落的次数约为7次。使用第六代大猩猩玻璃，在不需要手机壳和钢化膜的情况下，仍可“大咧咧”使用两年。这种玻璃一度成为不少智能手机的“卖点”。
尽管如此，“碎屏险”仍是很多人购买手机时的标配。用户依然急需“硬核”的技术造就更“坚强”的手机。
玻璃的硬度、模量和断裂韧性取决于材料的组分和微观结构。通常情况下，选取具有高解离能的氧化物组元（如三氧化二铝），并通过优化制备工艺调控增大原子堆积密度，有利于提高玻璃力学性能，但同时会导致玻璃形成能力的严重下降。
“比如第六代大猩猩玻璃，在生产过程中为了提高硬度、模量和断裂韧性，通常需要进行化学强化处理。强化后的玻璃由于表面应力层的存在，在硬度、模量和断裂韧性上有一定提升，但这种后处理方法限制了玻璃形状的后期设计，一旦进行化学强化就很难再加工。”李建强说，“因此，通过创新成分设计和制备方法，制备出本征上具有高硬度、高模量和高断裂韧性的玻璃，对电子玻璃行业具有重要意义。”
现有手机、平板电脑屏幕的盖板玻璃，按组分不同可以分为高铝玻璃（以第六代大猩猩玻璃为代表）和钠钙玻璃两种。相比而言，前者具有更好的性能，但这两种玻璃有一个共性，就是组分里都含有较多的网络形成体（如SiO2、B2O3）等。
“含有网络形成体一定程度上会限制玻璃新体系开发和性能提升。”
李建强说，“我们的玻璃样品不含网络形成体，同时引入高熵材料设计理念，在玻璃中加入氧化钛、氧化锆等能够改变微观配位数的组元，共同组成玻璃的主体。这种新玻璃在微观结构上与传统玻璃的最大不同在于具有较高的配位数，由此可以带来优异的性能。”
但这种玻璃的形成能力较低，冷却过程中易析晶且熔点较高，用传统的熔融冷却法比较难制备。
为解决这一矛盾性关键科学问题，研究人员基于在特种玻璃领域的多年研究积累，合理选取多主元组分，并采用“激光加热熔化—无容器凝固”方法，借此熔化氧化锆等超高熔点物质。
“由于样品制备过程中处于悬浮状态，可以有效抑制接触容器壁形成的非均匀形核，进而抑制析晶。”郭永昶说，“同时，激光加热具有快热快冷的优点，可以使熔体达到深过冷状态并实现快速凝固，从而解决了玻璃样品制备的难题。”
何时告别碎屏险？
利用这些技术，研究人员成功制备出高硬度、高模量的高熵玻璃，它具有破纪录的硬度（12.58 GPa）和模量（177.9 GPa），以及优异的断裂韧性（1.52 MPa·m0.5）和良好的可见光—近中红外波段透过性（最大86.8%），多项指标远超康宁公司的第六代大猩猩玻璃（硬度6.78 GPa、模量77 GPa、断裂韧性0.7 MPa·m0.5）。
从几项主要数据看，这种玻璃样品比第六代大猩猩玻璃提高了约1倍。但李建强坦言，不能简单地说“抗摔性就可以翻倍”。
“盖板玻璃的抗摔程度综合反映了脆性和断裂韧性参数，和硬度也有一定的关系。”李建强说，“目前，我们的样品还处于实验室阶段，没有对玻璃的抗摔性进行测试。但这种玻璃样品的断裂韧性（描述材料抵抗裂纹扩展能力的物理量）测试指标高于第六代大猩猩玻璃，这在一定程度上说明样品在后期整机装样测试时，会取得比较好的抗摔性。”
李建强表示，一个走向市场的成熟产品不仅需要某些突出的优点，还需要各方面性能有较好的均衡。对于盖板玻璃，除了模量以外，往往还要求玻璃具有良好的透过性、脆性、断裂韧性等，制备工艺的复杂性和成本也是影响其应用的重要因素。
“我们前期研究的关注点主要放在力学性能方面，这是盖板玻璃最基础、最重要的参数。对于其电学性能，如导电率、灵敏度，还有介电常数等，后期将集中到专门的模块进行测试分析。”李建强说，“接下来，我们会尝试制备满足装机要求的盖板玻璃，逐步推进各项性能测试。”https://t.cn/A6IBX0Nf
也许在不远的将来，你的手机屏幕“想碎都难”。
破纪录的“硬”玻璃
“这种氧化物高熵玻璃，具有破纪录的硬度和模量，以及优异的断裂韧性。”李建强告诉《中国科学报》，“玻璃样品在硬度、模量和断裂韧性上远超第六代大猩猩玻璃，在盖板玻璃领域具有重要的潜在应用。”
高熵是近年来合金、陶瓷等领域对一类新型材料体系的称呼，这一概念最早来自于高熵合金。
李建强介绍，作为一种全新的材料体系，高熵材料打破了传统材料的设计理念，在金属、陶瓷及金属间化合物等领域受到广泛关注。
与传统材料相比，高熵材料在力学、物理和化学性能等方面表现出独特优势，目前已成为国际材料学术界的重要研究热点之一。
传统的合金材料主要由一两种主要组元组成，再加入一些其他微量元素提升特性。而高熵合金的主要组元通常为四五种以上，且各种组元的含量接近等比例。
“熵可以用于描述一个体系的复杂程度，高熵可以理解为高的混乱度。高熵材料与常规材料体系相比，具有更高的混乱度。现有研究认为，这种混乱度在某些方面可以打破常规，从而产生一些意想不到的性能。”
论文第一作者、中国科学院大学在读博士生郭永昶对《中国科学报》说，“以往概念中，合金中加的金属种类越多，就会越脆，但高熵合金和以往的合金不同，添加多种金属也不会脆化，是一种颠覆性的材料设计新方法。”
除此之外，李建强解释道，模量（指杨氏模量）是描述固体材料在外力作用下抵抗弹性形变能力的物理量，高模量可以在一定程度上反映玻璃抵抗划痕的能力。
“作者报告了3种新型的多组分玻璃，通过无容器熔体急冷工艺制备，可以使玻璃具有很高的硬度和杨氏模量……”该论文审稿人评论说，“这些结果引起了材料科学界的很大兴趣。”
“硬核”技术造就更强
随着手机、平板电脑等电子产品越来越轻薄、屏幕越来越大，对盖板玻璃的各项性能要求也越来越高。在盖板玻璃的抗摔性测试方面，主流的方法是将样机从一定高度下自由掉落，然后统计盖板玻璃的破碎情况。
2018年，康宁公司宣布第六代大猩猩玻璃研制成功。根据该公司实验室数据，第六代大猩猩玻璃从1米的高度跌落到粗糙的平面上，可以经受15次摔打而不破损。
市场调查显示，人们平均每年手机意外掉落的次数约为7次。使用第六代大猩猩玻璃，在不需要手机壳和钢化膜的情况下，仍可“大咧咧”使用两年。这种玻璃一度成为不少智能手机的“卖点”。
尽管如此，“碎屏险”仍是很多人购买手机时的标配。用户依然急需“硬核”的技术造就更“坚强”的手机。
玻璃的硬度、模量和断裂韧性取决于材料的组分和微观结构。通常情况下，选取具有高解离能的氧化物组元（如三氧化二铝），并通过优化制备工艺调控增大原子堆积密度，有利于提高玻璃力学性能，但同时会导致玻璃形成能力的严重下降。
“比如第六代大猩猩玻璃，在生产过程中为了提高硬度、模量和断裂韧性，通常需要进行化学强化处理。强化后的玻璃由于表面应力层的存在，在硬度、模量和断裂韧性上有一定提升，但这种后处理方法限制了玻璃形状的后期设计，一旦进行化学强化就很难再加工。”李建强说，“因此，通过创新成分设计和制备方法，制备出本征上具有高硬度、高模量和高断裂韧性的玻璃，对电子玻璃行业具有重要意义。”
现有手机、平板电脑屏幕的盖板玻璃，按组分不同可以分为高铝玻璃（以第六代大猩猩玻璃为代表）和钠钙玻璃两种。相比而言，前者具有更好的性能，但这两种玻璃有一个共性，就是组分里都含有较多的网络形成体（如SiO2、B2O3）等。
“含有网络形成体一定程度上会限制玻璃新体系开发和性能提升。”
李建强说，“我们的玻璃样品不含网络形成体，同时引入高熵材料设计理念，在玻璃中加入氧化钛、氧化锆等能够改变微观配位数的组元，共同组成玻璃的主体。这种新玻璃在微观结构上与传统玻璃的最大不同在于具有较高的配位数，由此可以带来优异的性能。”
但这种玻璃的形成能力较低，冷却过程中易析晶且熔点较高，用传统的熔融冷却法比较难制备。
为解决这一矛盾性关键科学问题，研究人员基于在特种玻璃领域的多年研究积累，合理选取多主元组分，并采用“激光加热熔化—无容器凝固”方法，借此熔化氧化锆等超高熔点物质。
“由于样品制备过程中处于悬浮状态，可以有效抑制接触容器壁形成的非均匀形核，进而抑制析晶。”郭永昶说，“同时，激光加热具有快热快冷的优点，可以使熔体达到深过冷状态并实现快速凝固，从而解决了玻璃样品制备的难题。”
何时告别碎屏险？
利用这些技术，研究人员成功制备出高硬度、高模量的高熵玻璃，它具有破纪录的硬度（12.58 GPa）和模量（177.9 GPa），以及优异的断裂韧性（1.52 MPa·m0.5）和良好的可见光—近中红外波段透过性（最大86.8%），多项指标远超康宁公司的第六代大猩猩玻璃（硬度6.78 GPa、模量77 GPa、断裂韧性0.7 MPa·m0.5）。
从几项主要数据看，这种玻璃样品比第六代大猩猩玻璃提高了约1倍。但李建强坦言，不能简单地说“抗摔性就可以翻倍”。
“盖板玻璃的抗摔程度综合反映了脆性和断裂韧性参数，和硬度也有一定的关系。”李建强说，“目前，我们的样品还处于实验室阶段，没有对玻璃的抗摔性进行测试。但这种玻璃样品的断裂韧性（描述材料抵抗裂纹扩展能力的物理量）测试指标高于第六代大猩猩玻璃，这在一定程度上说明样品在后期整机装样测试时，会取得比较好的抗摔性。”
李建强表示，一个走向市场的成熟产品不仅需要某些突出的优点，还需要各方面性能有较好的均衡。对于盖板玻璃，除了模量以外，往往还要求玻璃具有良好的透过性、脆性、断裂韧性等，制备工艺的复杂性和成本也是影响其应用的重要因素。
“我们前期研究的关注点主要放在力学性能方面，这是盖板玻璃最基础、最重要的参数。对于其电学性能，如导电率、灵敏度，还有介电常数等，后期将集中到专门的模块进行测试分析。”李建强说，“接下来，我们会尝试制备满足装机要求的盖板玻璃，逐步推进各项性能测试。”https://t.cn/A6IBX0Nf
【科学家破译黄麻2个栽培种全基因组：“金色纤维”如何炼成】作为世界上最重要的长纤维作物之一，黄麻在全世界的产量和种植面积仅次于棉花，享有“金色纤维”之称，在麻纺工业中发挥了重要作用。中国是世界上最古老的黄麻生产国和起源地之一。
6月25日，福建农林大学麻类研究室联合该校基因组与生物技术中心在《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal）率先发表了染色体级别的黄麻参考基因组图谱https://t.cn/A6f6MlIm。他们在此基础上解析了黄麻纤维品质的关键遗传位点，为黄麻的功能基因验证和分子设计育种奠定了基础。
▲ 率先公布染色体水平的黄麻基因组
黄麻，又称络麻、绿麻，一年生草本韧皮纤维作物。黄麻属有100多个种，其中具有栽培价值的有两个种，即圆果种黄麻和长果种黄麻，主要分布于热带及亚热带地区，我国、印度和孟加拉国都是黄麻的主要产地。在我国，黄麻最早记载于公元1061年的《图经本草》，其种植历史已有近千年。
根据联合国粮农组织的数据，目前全球黄麻纤维年产量为3422876吨，产值23亿美元。论文通讯作者、福建农林大学教授张立武说，黄麻具有纤维产量高、纤维质地柔软的特点。作为麻纺工业的重要原料，我国生产的黄麻纤维主要用于纺织麻袋、麻布、麻绳等包装用品。
近年来，由于黄麻纺织技术取得较大进展，黄麻纤维已能纯纺或混纺成高档布料，或可纺织成贴墙布、桌布、窗帘布等装饰布料。除了利用麻纤维，黄麻多功能用途还拓展到菜用、盐碱地修复用、茶用、重金属吸附用等。黄麻纤维细胞呈五角形或六角形，中空结构，具有良好的吸湿性和透气性。作为天然的植物纤维材料，黄麻可抑菌、可降解、抗静电、易染色，具有广阔的推广前景。
论文第一作者、福建农林大学博士研究生张力岚介绍，他们分别以圆果种黄麻优良品种“黄麻179”和长果种黄麻优良品种“宽叶长果”为材料，采用二代、三代测序策略，同时结合Hi-C染色体构象捕获技术，首次完成了黄麻染色体水平全基因组测序和组装工作。
该研究获得的圆果种黄麻和长果种黄麻的基因组大小分别约为336 Mbp和361 Mbp，contig N50分别为46 Mb和50 Mb，分别鉴定到25874个和28479个蛋白编码基因。
由于黄麻和雷蒙德氏棉都属于锦葵科，且均为二倍体的纤维作物，他们还比较了两个物种的形成时间。结果发现，黄麻属和雷蒙德氏棉之间的物种分化发生在3800万年前。
虽然圆果种黄麻和长果种黄麻表现出良好的共线性，但长果种黄麻基因组比圆果种多出25 Mbp，包含13个假定的倒位。张力岚告诉《中国科学报》，染色体倒位是染色体畸变的一种类型，推测这13个倒位可能是造成两种黄麻表型差异的重要原因。
▲ 黄麻的起源与驯化
为了从基因组水平剖析黄麻起源与驯化，他们对来自世界各地的242份圆果种黄麻、57份长果种黄麻和1份近缘种假黄麻，共300份不同的黄麻属材料进行了重测序。结果发现了黄麻驯化史上的一次种群瓶颈事件。
种群瓶颈又称“种群瓶颈效应”或“人口瓶颈”，是指某个种群的数量在演化过程中由于死亡或不能生育造成减少50%以上或者数量级减少的事件。
论文第一作者、福建农林大学马晓开博士说，种群瓶颈发生后，可能造成种群的灭绝，或种群恢复但仅存有限的遗传多样性。历史上种群规模的变化研究，可以通过黄麻基因组测序数据，利用经典遗传算法，开展种群历史有效群体大小的分析。黄麻在20000年前开始出现瓶颈事件。种群规模持续下降，说明此时黄麻种群受到了较大的自然选择或人工选择。
论文作者伊利诺伊大学香槟校区Ray Ming教授说，在末次盛冰期（Last Glacial Maximum, LGM）时，圆果种黄麻仅存在于亚洲南部，而长果种黄麻存在于非洲东部和亚洲南部。随着时间的推移，非洲的黄麻分布越来越少，而亚洲则越来越多。为证明长果种黄麻为起源于非洲东部并在亚洲东部经历第二次驯化的提供了依据。
论文第一作者、福建农林大学博士研究生徐益解释说，黄麻是一年生短日照作物，喜温暖湿润的气候。随着非洲气温升高和干旱加剧，而亚洲温度适宜、雨量充沛，非洲黄麻资源日趋匮乏，亚洲转而成为黄麻的主要生产国。“黄麻的分布情况受到亚非两地气候变化、人类文化交流以及人工选择的影响。”
▲ 黄麻纤维品质重要遗传位点的挖掘
“因为黄麻是韧皮部纤维作物，其最重要的经济产物就是韧皮纤维，所以我们期望挖掘与韧皮部纤维形成相关的重要基因，可为黄麻纤维改良提供理论基础和基因资源。”张立武说。
他们利用转录组测序技术，挖掘了黄麻韧皮部纤维形成相关基因，包括木质素和纤维素的合成途径参与调控的基因，以及影响纤维起始伸长的调控基因，并绘制了这些基因的表达谱。
全基因组关联分析GWAS分析，他们确定了数百个控制纤维细度、纤维素含量和木质素含量的纤维品质性状的重要位点。结合选择性清除分析发现，纤维细度QTL的微丝酶家族蛋白CcSFP1、蛋白质精氨酸甲基转移酶CcPRMT7等候选基因位于选择性清除区域，推测这些基因受到了驯化选择。利用竞争性等位基因特异性PCR（KASP）和转基因技术验证了控制黄麻纤维品质的候选基因CcCOBRA1和CcC4H1的功能。
COBRA基因能控制纤维素微纤丝在细胞壁中的正确位置和植物细胞的定向伸长。在水稻中，COBRA基因的突变会导致细胞壁厚度和纤维素含量降低，具有调控水稻茎秆机械强度的功能，被称为“脆杆基因”。在黄麻中，他们发现CcCOBRA1的表达水平随着纤维发育而增加，表明该基因是控制黄麻纤维品质、影响纤维积累的一个重要位点。C4H基因介导肉桂酸转化为对香豆酸，是调控植物木质素合成最重要的基因之一，其转录丰度可直接影响植物中黄酮类化合物和芳香族化合物的生物合成量。这些基因的挖掘，为黄麻纤维品质的遗传改良提供了基因资源。
中国农业科学院麻类研究所研究员粟建光说，该研究成果率先完成了黄麻染色体精确测序及基因结构分析，开展了基于全基因组测序分析的黄麻复杂性状全基因组关联分析，解析了黄麻纤维品质的关键遗传位点，系统鉴定了黄麻全基因组驯化选择位点，证明了长果种黄麻为起源于非洲东部并在亚洲东部经历第二次驯化，解开了黄麻驯化和起源之谜，为黄麻的功能基因验证和分子设计育种提供手段。
据了解，在全世界范围内首次破译黄麻2个栽培种的全基因组，标志着我国在麻类作物基因组与分子育种研究方面处于国际领先水平。https://t.cn/A6f6MlIu
6月25日，福建农林大学麻类研究室联合该校基因组与生物技术中心在《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal）率先发表了染色体级别的黄麻参考基因组图谱https://t.cn/A6f6MlIm。他们在此基础上解析了黄麻纤维品质的关键遗传位点，为黄麻的功能基因验证和分子设计育种奠定了基础。
▲ 率先公布染色体水平的黄麻基因组
黄麻，又称络麻、绿麻，一年生草本韧皮纤维作物。黄麻属有100多个种，其中具有栽培价值的有两个种，即圆果种黄麻和长果种黄麻，主要分布于热带及亚热带地区，我国、印度和孟加拉国都是黄麻的主要产地。在我国，黄麻最早记载于公元1061年的《图经本草》，其种植历史已有近千年。
根据联合国粮农组织的数据，目前全球黄麻纤维年产量为3422876吨，产值23亿美元。论文通讯作者、福建农林大学教授张立武说，黄麻具有纤维产量高、纤维质地柔软的特点。作为麻纺工业的重要原料，我国生产的黄麻纤维主要用于纺织麻袋、麻布、麻绳等包装用品。
近年来，由于黄麻纺织技术取得较大进展，黄麻纤维已能纯纺或混纺成高档布料，或可纺织成贴墙布、桌布、窗帘布等装饰布料。除了利用麻纤维，黄麻多功能用途还拓展到菜用、盐碱地修复用、茶用、重金属吸附用等。黄麻纤维细胞呈五角形或六角形，中空结构，具有良好的吸湿性和透气性。作为天然的植物纤维材料，黄麻可抑菌、可降解、抗静电、易染色，具有广阔的推广前景。
论文第一作者、福建农林大学博士研究生张力岚介绍，他们分别以圆果种黄麻优良品种“黄麻179”和长果种黄麻优良品种“宽叶长果”为材料，采用二代、三代测序策略，同时结合Hi-C染色体构象捕获技术，首次完成了黄麻染色体水平全基因组测序和组装工作。
该研究获得的圆果种黄麻和长果种黄麻的基因组大小分别约为336 Mbp和361 Mbp，contig N50分别为46 Mb和50 Mb，分别鉴定到25874个和28479个蛋白编码基因。
由于黄麻和雷蒙德氏棉都属于锦葵科，且均为二倍体的纤维作物，他们还比较了两个物种的形成时间。结果发现，黄麻属和雷蒙德氏棉之间的物种分化发生在3800万年前。
虽然圆果种黄麻和长果种黄麻表现出良好的共线性，但长果种黄麻基因组比圆果种多出25 Mbp，包含13个假定的倒位。张力岚告诉《中国科学报》，染色体倒位是染色体畸变的一种类型，推测这13个倒位可能是造成两种黄麻表型差异的重要原因。
▲ 黄麻的起源与驯化
为了从基因组水平剖析黄麻起源与驯化，他们对来自世界各地的242份圆果种黄麻、57份长果种黄麻和1份近缘种假黄麻，共300份不同的黄麻属材料进行了重测序。结果发现了黄麻驯化史上的一次种群瓶颈事件。
种群瓶颈又称“种群瓶颈效应”或“人口瓶颈”，是指某个种群的数量在演化过程中由于死亡或不能生育造成减少50%以上或者数量级减少的事件。
论文第一作者、福建农林大学马晓开博士说，种群瓶颈发生后，可能造成种群的灭绝，或种群恢复但仅存有限的遗传多样性。历史上种群规模的变化研究，可以通过黄麻基因组测序数据，利用经典遗传算法，开展种群历史有效群体大小的分析。黄麻在20000年前开始出现瓶颈事件。种群规模持续下降，说明此时黄麻种群受到了较大的自然选择或人工选择。
论文作者伊利诺伊大学香槟校区Ray Ming教授说，在末次盛冰期（Last Glacial Maximum, LGM）时，圆果种黄麻仅存在于亚洲南部，而长果种黄麻存在于非洲东部和亚洲南部。随着时间的推移，非洲的黄麻分布越来越少，而亚洲则越来越多。为证明长果种黄麻为起源于非洲东部并在亚洲东部经历第二次驯化的提供了依据。
论文第一作者、福建农林大学博士研究生徐益解释说，黄麻是一年生短日照作物，喜温暖湿润的气候。随着非洲气温升高和干旱加剧，而亚洲温度适宜、雨量充沛，非洲黄麻资源日趋匮乏，亚洲转而成为黄麻的主要生产国。“黄麻的分布情况受到亚非两地气候变化、人类文化交流以及人工选择的影响。”
▲ 黄麻纤维品质重要遗传位点的挖掘
“因为黄麻是韧皮部纤维作物，其最重要的经济产物就是韧皮纤维，所以我们期望挖掘与韧皮部纤维形成相关的重要基因，可为黄麻纤维改良提供理论基础和基因资源。”张立武说。
他们利用转录组测序技术，挖掘了黄麻韧皮部纤维形成相关基因，包括木质素和纤维素的合成途径参与调控的基因，以及影响纤维起始伸长的调控基因，并绘制了这些基因的表达谱。
全基因组关联分析GWAS分析，他们确定了数百个控制纤维细度、纤维素含量和木质素含量的纤维品质性状的重要位点。结合选择性清除分析发现，纤维细度QTL的微丝酶家族蛋白CcSFP1、蛋白质精氨酸甲基转移酶CcPRMT7等候选基因位于选择性清除区域，推测这些基因受到了驯化选择。利用竞争性等位基因特异性PCR（KASP）和转基因技术验证了控制黄麻纤维品质的候选基因CcCOBRA1和CcC4H1的功能。
COBRA基因能控制纤维素微纤丝在细胞壁中的正确位置和植物细胞的定向伸长。在水稻中，COBRA基因的突变会导致细胞壁厚度和纤维素含量降低，具有调控水稻茎秆机械强度的功能，被称为“脆杆基因”。在黄麻中，他们发现CcCOBRA1的表达水平随着纤维发育而增加，表明该基因是控制黄麻纤维品质、影响纤维积累的一个重要位点。C4H基因介导肉桂酸转化为对香豆酸，是调控植物木质素合成最重要的基因之一，其转录丰度可直接影响植物中黄酮类化合物和芳香族化合物的生物合成量。这些基因的挖掘，为黄麻纤维品质的遗传改良提供了基因资源。
中国农业科学院麻类研究所研究员粟建光说，该研究成果率先完成了黄麻染色体精确测序及基因结构分析，开展了基于全基因组测序分析的黄麻复杂性状全基因组关联分析，解析了黄麻纤维品质的关键遗传位点，系统鉴定了黄麻全基因组驯化选择位点，证明了长果种黄麻为起源于非洲东部并在亚洲东部经历第二次驯化，解开了黄麻驯化和起源之谜，为黄麻的功能基因验证和分子设计育种提供手段。
据了解，在全世界范围内首次破译黄麻2个栽培种的全基因组，标志着我国在麻类作物基因组与分子育种研究方面处于国际领先水平。https://t.cn/A6f6MlIu
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