近日，中國農(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)隊通過多物種比較和分子遺傳學(xué)分析，揭示了乙烯調(diào)控棉纖維長度與強(qiáng)度平衡的劑量效應(yīng)及其進(jìn)化機(jī)制，為打破棉花育種中“長強(qiáng)”矛盾的瓶頸提供了關(guān)鍵分子靶點(diǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)（AdvancedScience）》上。
棉纖維的長度和強(qiáng)度是決定其經(jīng)濟(jì)價值的核心指標(biāo)，但兩者在遺傳上常呈負(fù)相關(guān)，制約了優(yōu)質(zhì)棉的培育。乙烯是關(guān)鍵調(diào)控激素，但其作用機(jī)制尚不明確。
該研究發(fā)現(xiàn)，乙烯的作用具有顯著的劑量依賴性。在現(xiàn)代栽培的陸地棉中，提高乙烯水平能增強(qiáng)纖維強(qiáng)度但會縮短長度。該研究進(jìn)一步鑒定出一條關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄調(diào)控通路，能將乙烯信號精準(zhǔn)傳遞至棉纖維發(fā)育過程中。
該研究最具突破性的發(fā)現(xiàn)是，上述調(diào)控通路在棉花的古老祖先種亞洲棉中的功能完全相反。在亞洲棉中，增加乙烯反而能使棉纖維變得更長。這一調(diào)控邏輯在進(jìn)化過程中的重塑，不僅科學(xué)地解釋了不同棉種間纖維特性的巨大差異，更重要的是，為通過基因編輯等現(xiàn)代生物技術(shù)手段，打破“長強(qiáng)”束縛、協(xié)同提升纖維長度與強(qiáng)度，培育新一代“超級棉花”品種指明了全新方向。
該研究獲得國家自然科學(xué)基金、新疆科技重大專項等項目支持。
