《研究揭示棉纤维伸长分子机制》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 姜丽华
  • 发布时间:2023-02-22
  • 近日,中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队揭示了棉纤维进化的重要靶基因GhPRE1A通过油菜素内酯信号途径调控棉花纤维伸长的分子机制,对棉花纤维品质的遗传改良具有指导意义。相关研究成果发表在《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》上。

    棉花是世界上最重要的天然纤维作物,棉纤维是全球纺织业的重要原料,纤维长度是评价棉花纤维品质的关键指标。现有研究表明,GhPRE1A是棉纤维进化的重要靶标基因,但GhPRE1A调控棉纤维伸长的分子机制尚不清楚。

    该研究发现棉纤维伸长的正调控因子GhPAS1可以直接调控下游靶基因的表达,并促进棉纤维伸长;而棉纤维伸长的负调控因子GhAIF3可以抑制GhPAS1的表达,从而抑制棉纤维伸长。进一步研究发现,棉纤维进化的重要靶标基因GhPRE1A通过油菜素内酯信号途径,与GhAIF3相互作用,进而解除对GhPAS1的抑制作用,并重新激活GhPAS1对下游靶基因的调控,从而促进棉纤维伸长。研究结果为解析棉纤维伸长的调控机制提供了新思路。

    该研究得到了国家自然科学基金和新疆自然科学基金等项目的资助。(通讯员  梁冰)

    原文链接:https://doi.org/10.1111/pbi.14005

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    • 近日,中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队揭示了油菜素内酯通过调控棉花纤维内源超长链脂肪酸的合成,调节棉纤维伸长的新机制,阐明了油菜素内酯和超长链脂肪酸在调控棉纤维伸长方面的关系及其分子机理,对棉花纤维品质遗传改良具有指导意义。相关研究成果发表在《植物细胞(Plant Cell)》上。   棉花是世界上最重要的天然纤维作物,棉纤维细胞是植物中最长的单细胞之一,为研究细胞伸长提供了理想的模型。现有研究表明,油菜素内酯作为一种植物激素,在调节纤维伸长方面发挥重要作用,并已广泛应用。超长链脂肪酸是细胞内含有20个碳及以上的脂肪酸,体外添加超长链脂肪酸可以促进纤维伸长。但油菜素内酯和超长链脂肪酸在调控纤维伸长方面的关系及其作用机制尚不清楚。   该研究发现油菜素内酯缺陷型棉花突变体的超长链脂肪酸含量下降,并且超长链脂肪酸合成途径关键限速酶GhKCSs家族中多个成员在该突变体纤维中表达量下调。进一步研究发现,油菜素内酯通过其核心转录因子GhBES1调控GhKCSs介导的超长链脂肪酸的合成,进而促进棉纤维伸长。该研究结果为解析油菜素内酯调控棉纤维伸长分子机制提供了新思路。   该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金创新群体、河南省自然科学基金和新疆维吾尔自治区自然科学基金的支持。(通讯员 梁冰)   原文连接:https://doi.org/10.1093/plcell/koad060
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    •  近日,中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队全面解析了油菜素内酯(BR)对陆地棉纤维伸长的调控网络,为棉纤维品质改良提供了基因资源和理论基础。相关研究结果在线发表在《植物生理(Plant Physiology)》上。   棉花是世界上重要的经济作物,棉纤维是纺织工业中天然纤维的主要来源。油菜素内酯是一种重要的植物激素,主要分布在植物生长旺盛的部位,在棉纤维发育中发挥重要作用。喷施油菜素内酯可以促进棉纤维伸长,但其调控棉纤维伸长的分子机制尚未被解析。   该研究首先证实了GhBES1.4是棉花油菜素内酯信号途径的关键转录因子,在纤维伸长过程中发挥着重要作用。然后对陆地棉中GhBES1.4介导的油菜素内酯的总体调控网络进行整合,在陆地棉的全基因组水平发掘了GhBES1.4的靶基因,建立了GhBES1.4介导的油菜素内酯调控纤维伸长的转录调控网络。研究进一步筛选到7个高置信度的纤维伸长相关基因,并验证了其中2个关键基因在陆地棉纤维伸长中的功能,为该研究提出的油菜素内酯调控陆地棉纤维伸长的分子网络提供了数据支撑。研究结果为解析棉纤维品质形成的分子机制和遗传改良奠定了重要理论基础。   该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和新疆维吾尔自治区自然科学基金的资助。(通讯员  梁冰)   原文链接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiac590