近日，中國農業科學院棉花研究所棉花分子遺傳改良創新團隊通過系統生物信息學分析，鑒定了棉花中乙烯生物合成及信號轉導途徑的關鍵組分，并系統討論和綜述了乙烯在植物表皮毛發育中的分子機制，提出了乙烯介導的纖維發育的調控網絡。相關綜述文章發表在《新植物學家（New Phytologist）》上。
據團隊首席李付廣研究員介紹，乙烯是一種重要的植物激素，存在于植物的各種組織、器官中。其廣泛參與植物生長發育的不同過程，從種子萌發到果實成熟、葉片衰老等整個生長周期均發揮作用，代謝和信號轉導復雜多樣，也是棉纖維發育的重要調控因子。在模式植物中，乙烯代謝通路、生理功能和調控機制的研究比較透徹。但棉花中乙烯通路關鍵基因的鑒定和功能驗證進展緩慢，乙烯介導的纖維發育的代謝通路和作用機制還不清楚。
該綜述全面總結了乙烯生物合成和信號傳導中主要研究進展，系統地鑒定了棉花中乙烯生物合成和信號通路的10個基因家族，共計148個基因。通過對它們保守結構域、基因結構和表達模式的分析，重點討論了在胚珠和纖維發育過程中優勢或特異表達的候選基因；通過總結乙烯調控表皮毛和根毛發育的分子調控機制和介導棉纖維發育的研究進展，提出了一個以乙烯為樞紐的棉纖維發育調控網絡。同時，通過系統分析乙烯調控不同代謝和生理過程，創制了一個整合多組學方法，利用基因工程手段精細調控棉花中乙烯的時空合成水平和信號強度，精準進行棉花遺傳改良和分子育種的作用模型。該研究結果為深入解析乙烯調控纖維發育的分子機理和在棉花育種上的實際應用提供了基礎和線索。
該研究得到國家自然科學基金、國家創新研究群體和農業科技創新計劃合作與創新任務的支持。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.17901
