祝贺！华中农业大学教授，发表《PNAS》论文

全球气候变化引发的极端环境胁迫对粮食安全构成严峻挑战，多倍体植物因其遗传冗余性和环境适应潜力成为现代育种的关键突破口。本文以异源四倍体棉花为模型，系统梳理了陆地棉和海岛棉的演化历程，指出其源于A与D亚基因组在约100万至160万年前的融合，并经历了独立驯化与人工选择。研究借助最新长读长测序等基因组技术，揭示了多倍化引发的基因组重塑现象，包括转座子扩增、结构变异和基因丢失，这些机制稳定了基因组并储备了丰富的遗传变异。在分子层面，文章重点探讨了转录调控网络的重塑过程，发现基因组加倍驱动顺式与反式因子协同演化，使异源四倍体棉花通过同源基因表达偏向和非加性表达优势等模式，整合转录、信号转导与表观遗传通路，构建高效抗逆网络。基于此，研究提出利用多倍体优势培育气候韧性作物的策略：构建同源基因功能图谱，整合泛基因组学与单细胞空间多组学技术，并强调利用Transformer等人工智能模型精准预测非加性基因型-表型关系，指导合成生物学设计，最终通过编辑或从头驯化加速培育高产、优质且广谱抗逆的新品种。结论认为，该工作不仅阐释了多倍体环境适应的演化规律，还为棉花、小麦、油菜等作物的种质创新与分子设计育种提供了可操作的路径。