新疆棉田。中國(guó)農(nóng)科院供圖

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花分子遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)全面解析了油菜素內(nèi)酯（BR）對(duì)陸地棉纖維伸長(zhǎng)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為棉纖維品質(zhì)改良提供了基因資源和理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《植物生理》（Plant Physiology）上。

棉花是世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物，棉纖維是紡織工業(yè)中天然纖維的主要來(lái)源。油菜素內(nèi)酯是一種重要的植物激素，主要分布在植物生長(zhǎng)旺盛的部位，在棉纖維發(fā)育中發(fā)揮重要作用。噴施油菜素內(nèi)酯可以促進(jìn)棉纖維伸長(zhǎng)，但其調(diào)控棉纖維伸長(zhǎng)的分子機(jī)制尚未被解析。

該研究首先證實(shí)了GhBES1.4是棉花油菜素內(nèi)酯信號(hào)途徑的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，在纖維伸長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。然后對(duì)陸地棉中GhBES1.4介導(dǎo)的油菜素內(nèi)酯的總體調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合，在陸地棉的全基因組水平發(fā)掘了GhBES1.4的靶基因，建立了GhBES1.4介導(dǎo)的油菜素內(nèi)酯調(diào)控纖維伸長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

研究進(jìn)一步篩選到7個(gè)高置信度的纖維伸長(zhǎng)相關(guān)基因，并驗(yàn)證了其中2個(gè)關(guān)鍵基因在陸地棉纖維伸長(zhǎng)中的功能，為該研究提出的油菜素內(nèi)酯調(diào)控陸地棉纖維伸長(zhǎng)的分子網(wǎng)絡(luò)提供了數(shù)據(jù)支撐。

研究結(jié)果為解析棉纖維品質(zhì)形成的分子機(jī)制和遺傳改良奠定了重要理論基礎(chǔ)。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金的資助。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiac590