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，并進一步鑒定調(diào)控纖維伸長的關(guān)鍵基因，為解析棉花生長發(fā)育調(diào)控和纖維伸長提供了新視角。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)濟作物之一。構(gòu)建棉花全生育期代謝網(wǎng)絡對于深入解析棉花產(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組織或時期的代謝物差異，對棉花全生育期代謝景觀及其調(diào)控網(wǎng)絡研究較少。
該研究成功構(gòu)建了一個多層次的棉花代謝調(diào)控網(wǎng)絡，涵蓋了陸地棉不同發(fā)育階段的2138種代謝物，進一步繪制了7類代謝物積累和基因表達模式圖，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。進一步研究發(fā)現(xiàn)，GhKCS1b_Dt基因作為超長鏈脂肪酸合成的關(guān)鍵基因，過表達可以顯著促進纖維伸長，而沉默該基因則抑制纖維伸長，證實了該基因在纖維伸長中的正向調(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發(fā)育過程中，代謝物的積累與基因表達之間的協(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)。
該研究得到了國家自然科學基金等項目的支持。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101221
