《棉花遗传改良团队解析TT16协同MYB-bHLH-WD(MBW)复合体调控棕色纤维产生的遗传机制》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-10-29
  •     棉花(Gossypium spp.)作为一种主要的经济作物和重要的纺织材料,在全球范围内被广泛种植。除了大家熟知的白色棉花以外,彩色棉同样具有悠久的历史,早在明清时期就作为时尚单品风靡一时,据史料记载,彩棉织就的紫花布衣曾经一度成为欧洲贵族身份的象征。与白色棉花不同,彩色棉天然具有色彩,在纤维发育过程中,色素逐渐积累,最终成熟纤维呈现为彩色。因此,彩棉免去了印染、漂白等加工过程,减少化学染料使用的同时,避免了化学物质残留对人体的潜在危害。然而,彩色棉纤维品质较差、色谱狭窄且不稳定等特点,严重制约了其产业发展。目前,深入挖掘彩棉形成的遗传机制和调控网络,利用现代生物技术,更加有效地赋能调控基因,并结合传统杂交技术,被认为是突破彩棉发展瓶颈的有效手段。

        10月13日,棉花遗传改良团队在Plant Physiology 在线发表了题为“TRANSPARENT TESTA 16 collaborates with MYB-bHLH-WD40 transcriptional complex to produce brown fibre cotton”的研究论文,揭示了转录因子TT16协同MBW复合体调控棕色纤维产生的遗传机制。该团队前期利用海岛棉Pima90-53与陆地棉HD208杂交并自交多代产生的纯合的深棕色棉突变体Ys 以及收集得到的100份棕色棉和109份白色棉花,开展连锁分析和关联分析,定位到控制棕色棉的遗传区域LC1,并将其分解为两个遗传位点qBF-A07-1和 qBF-A07-2,其中qBF-A07-1介导棕色棉颜色的产生,而qBF-A07-2影响了棕色棉的深浅。在此基础上,分别发掘了两个位点可能的候选基因Gh_TT2和Gh_WD。研究团队对两个基因的转化系5-15 DPA纤维取样,并对转录组数据进行联合分析,揭示了两基因间复杂的博弈关系影响代谢物的流向以及细胞内花青素和原花青素的比例,进而使纤维呈现不同的颜色。综上,该研究提出了调控棕色棉产生的GhTT16 -MBW -PABGs 调控网络,为彩色棉的创制以及遗传改良提供了理论基础。

  • 原文来源:http://www.ebiotrade.com/newsf/2024-10/20241014063830072.htm
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    • 棉花是重要的战略物资,我国棉花种植业产值1500亿,棉纺织全产业链1.2万亿,是我国的支柱产业之一。棉花常年种植面积4500万亩,87%的面积在新疆,涉及4000多万人就业,对边疆稳定、经济发展意义重大。棉花虫害多达30余种,常年造成200亿元以上的经济损失。棉铃虫是一种广泛分布的多食性害虫。由于它的杂食性、迁徙力和高繁殖力,棉铃虫已经入侵了亚洲、非洲和欧洲等多个国家。这种昆虫能够以100多种不同的植物为食,对作物造成重大经济损失,估计价值超过20亿美元。Bt抗虫棉部分实现对棉铃虫的防控,但Bt抗性逐渐下降,次级害虫上升为主要害虫,至今没有有效的控制办法。我国抗虫棉研发滞后,主要原因是缺乏突破性抗虫基因以及遗传工程技术创新不足。阐明棉花抗虫机制发掘新基因、开发基因工程新工具具有重要意义,是我国抗虫棉升级的必由途径。  2024年10月1日,华中农业大学棉花遗传改良团队在Advanced Science杂志在线发表了题为“Cotton bollworm (H. armigera) effector PPI5 targets FKBP17-2 to inhibit ER immunity and JA/SA responses, enhancing insect feeding”的研究论文,文章解析了棉铃虫效应子PPI5靶向FKBP17-2抑制内质网免疫和JA/SA响应,促进昆虫取食的分子机制。