中棉所多个课题组合作揭示MYB转录因子调控棉纤维发育分子机制

近日，Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“Genetic variation in MYB5_A12 is associated with fibre initiation and elongation in tetraploid cotton”的研究论文。该研究对海岛棉和陆地棉品种中MYB5_A12等位基因的遗传变异对纤维性状的调控进行了研究。

对陆地棉种内纤维品质遗传基础狭窄的缺点，育种家和遗传学家将海岛棉作为扩大陆地棉纤维品质遗传基础的重要种质资源。近年来大量研究表明MYB基因家族成员作为棉纤维发育的重要作用因子，参与了棉纤维发育各个阶段的转录调控。本研究发现MYB5_A12在陆地棉（SG747）纤维起始及伸长早期的表达水平显著低于海岛棉（GZ75）；通过QTL共定位分析发现，海岛棉GbMYB5_A12的等位基因型与纤维长度（FL）、纤维强度（FS）和衣分（LP）等性状显著正相关，其启动子区的顺式作用元件TFmatrixID_0063 (GATGTTGT)的自然变异可能导致海陆等位基因差异表达；通过酵母单杂及双荧光素酶报告基因实验验证了RAV家族转录因子GhTEM2能够靶向结合Gh_TFmatrixID_0063 (GATGTTGT)，并抑制GhMYB5_A12的表达,却不能结合Gb_TFmatrixID_0063 (AATGTTAT)；过表达GhMYB5_A12能够显著促进棉纤维的起始与伸长；互作蛋白酵母文库筛选及酵母双杂和双分子荧光互补实验表明，MYB5_A12海陆等位基因都能够与GhEGL3和GhHOX3相互作用。该研究为陆地棉纤维品质的遗传改良提供了有利靶点，可以通过基因编辑对陆地棉实施定向改造及对海陆杂交后代群体进行定向选择改良棉花纤维品质。

中国农业科学院棉花研究所博士生王诺菡和马强为该论文共同第一作者；中国农业科学院棉花研究所喻树迅院士和于霁雯研究员，美国新墨西哥州立大学Jinfa Zhang教授为该论文共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程、安阳工学院博士启动基金等项目资助。