近日，中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所棉花分子遺傳改良創(chuàng)新團隊通過系統(tǒng)生物信息學分析，鑒定了棉花中乙烯生物合成及信號轉導途徑的關鍵組分，并系統(tǒng)討論和綜述了乙烯在植物表皮毛發(fā)育中的分子機制，提出了乙烯介導的纖維發(fā)育的調控網(wǎng)絡。相關綜述文章發(fā)表在《新植物學家（New Phytologist）》上。
據(jù)團隊首席李付廣研究員介紹，乙烯是一種重要的植物激素，存在于植物的各種組織、器官中。其廣泛參與植物生長發(fā)育的不同過程，從種子萌發(fā)到果實成熟、葉片衰老等整個生長周期均發(fā)揮作用，代謝和信號轉導復雜多樣，也是棉纖維發(fā)育的重要調控因子。在模式植物中，乙烯代謝通路、生理功能和調控機制的研究比較透徹。但棉花中乙烯通路關鍵基因的鑒定和功能驗證進展緩慢，乙烯介導的纖維發(fā)育的代謝通路和作用機制還不清楚。
該綜述全面總結了乙烯生物合成和信號傳導中主要研究進展，系統(tǒng)地鑒定了棉花中乙烯生物合成和信號通路的10個基因家族，共計148個基因。通過對它們保守結構域、基因結構和表達模式的分析，重點討論了在胚珠和纖維發(fā)育過程中優(yōu)勢或特異表達的候選基因；通過總結乙烯調控表皮毛和根毛發(fā)育的分子調控機制和介導棉纖維發(fā)育的研究進展，提出了一個以乙烯為樞紐的棉纖維發(fā)育調控網(wǎng)絡。同時，通過系統(tǒng)分析乙烯調控不同代謝和生理過程，創(chuàng)制了一個整合多組學方法，利用基因工程手段精細調控棉花中乙烯的時空合成水平和信號強度，精準進行棉花遺傳改良和分子育種的作用模型。該研究結果為深入解析乙烯調控纖維發(fā)育的分子機理和在棉花育種上的實際應用提供了基礎和線索。
該研究得到國家自然科學基金、國家創(chuàng)新研究群體和農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新計劃合作與創(chuàng)新任務的支持。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.17901
