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)構(gòu)建了棉花全生育期主要組織器官的代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)一步鑒定調(diào)控纖維伸長(zhǎng)的關(guān)鍵基因，為解析棉花生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控和纖維伸長(zhǎng)提供了新視角。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物通訊（Plant Communications）》上。
棉花是世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。構(gòu)建棉花全生育期代謝網(wǎng)絡(luò)對(duì)于深入解析棉花產(chǎn)量、纖維品質(zhì)等重要性狀形成的分子機(jī)制至關(guān)重要。以往研究主要關(guān)注不同棉花品種之間單個(gè)組織或時(shí)期的代謝物差異，對(duì)棉花全生育期代謝景觀及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究較少。
該研究成功構(gòu)建了一個(gè)多層次的棉花代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，涵蓋了陸地棉不同發(fā)育階段的2138種代謝物，進(jìn)一步繪制了7類(lèi)代謝物積累和基因表達(dá)模式圖，并發(fā)現(xiàn)在纖維組織中，脂肪酸延伸途徑相關(guān)基因和代謝物顯著富集。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GhKCS1b_Dt基因作為超長(zhǎng)鏈脂肪酸合成的關(guān)鍵基因，過(guò)表達(dá)可以顯著促進(jìn)纖維伸長(zhǎng)，而沉默該基因則抑制纖維伸長(zhǎng)，證實(shí)了該基因在纖維伸長(zhǎng)中的正向調(diào)控作用。研究結(jié)果系統(tǒng)地梳理了棉花全生育期不同組織在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，代謝物的積累與基因表達(dá)之間的協(xié)同調(diào)控關(guān)系，為棉花分子育種提供了重要理論依據(jù)。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101221
