实验室李付广研究员团队全面解析油菜素内酯对陆地棉纤维伸长的调控网络

作者：棉花生物学国家重点实验室 日期：2023-01-03 访问量：

实验室李付广研究员团队全面解析了油菜素内脂（BR）对陆地棉纤维伸长的调控网络，系统的阐释了陆地棉中BR对纤维伸长的调控机理，为棉纤维伸长及潜在产量和品质的进一步机理研究和实际应用奠定了基础。相关研究结果以“A brassinosteroid transcriptional regulatory network participates in regulating fiber elongation in cotton”为题在线发表在生物学1区Top期刊《Plant Physiology》上（IF="8.005）。

棉花是世界上最重要的天然纤维作物。棉纤维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。BR是一种重要的植物激素，体外BR处理促进纤维伸长，而BR生物合成抑制剂BRZ则抑制纤维发育。BR缺陷型棉花突变体pag1  和GhDET2  (一种BR生物合成基因)沉默的棉花植株都表现出短纤维表型。转录组分析表明，BR可能通过影响脂肪酸生物合成、乙烯、细胞壁和细胞骨架相关基因表达来促进纤维伸长。然而，BR信号途径调控纤维发育的直接靶基因在很大程度上是未知的，这限制了对BR调控纤维伸长的分子机制的理解。

该研究首先通过DNA亲和纯化测序（DAP-seq）系统的鉴定了陆地棉中BR信号通路核心转录因子GhBES1.4  的靶基因，并对陆地棉中 GhBES1.4  介导的BR的整体调控网络进行了整合。在通过遗传学实验证明GhBES1.4  对纤维伸长的促进作用后，将DAP-seq以及转基因材料RNA-seq数据结合，建立了GhBES1.4  介导的BR调控纤维伸长的转导网络（图1）。之后，作者通过DPA-seq、RNA-seq以及GWAS数据的进一步结合，筛选到了7个高置信度的BR调控的纤维伸长相关基因，并通过实验验证了两个关键基因在纤维伸长中的功能，这一结果也对作者提出的BR调控纤维伸长的转导网络提供了支持。综上，该研究明确了GhBES1.4  介导的BR调控纤维伸长的转导网络，解释了GhBES1.4  调控棉纤维伸长的机制，为棉纤维伸长及潜在产量和品质的进一步机理研究和实际应用奠定了基础。

中棉所李付广研究员和杨作仁研究员为该论文的共同通讯作者，中国农业科学院棉花研究所博士生刘乐为第一作者。相关的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和新疆维吾尔自治区自然科学基金的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiac590

GhBES1.4  介导的BR调控纤维伸长的转导网络