近日,中國農業科學院棉花研究所李付廣/楊作仁研究員團隊在《Advanced Science》期刊上發表題為“Evolutionary Divergence of an Ethylene-Responsive Transcriptional Cascade Governs a Dose-Dependent Balance Between Cotton Fiber Length and Strength”的研究成果。中棉所楊召恩和楊作仁研究員為共同通訊作者,張杰副研究員為論文第一作者。
該研究發現在現代陸地棉中,提高乙烯水平會使纖維“變短變強”,而降低乙烯則導致“又短又弱”,證實了乙烯的劑量依賴性效應。該研究進一步鑒定出一條關鍵的“GhEIN3-GhERF-GhCOBL4”轉錄調控通路,它將乙烯信號精準傳遞至纖維發育過程。
該研究最具突破性的發現是,上述調控通路在棉花的二倍體祖先亞洲棉中功能發生了“反轉”。在亞洲棉中提高乙烯水平,反而獲得了“變長變薄”的纖維。
研究結果揭示了進化過程中發生的調控邏輯重塑,不僅解釋了不同棉種纖維特性的巨大差異,而且為通過基因工程手段協同提升纖維長度與強度、培育下一代超級棉品種指明了新方向。
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乙烯-EIN3-ERF-COBL4模塊調控棉纖維發育的劑量依賴性及進化分化模型
http://doi.org/10.1002/advs.202514154
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