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揭示了油菜素內酯通過調控棉花纖維內源超長鏈脂肪酸的合成,調節棉纖維伸長的新機制,闡明了油菜素內酯和超長鏈脂肪酸在調控棉纖維伸長方面的關系及其分子機理,對棉花纖維品質遺傳改良具有指導意義。相關研究成果發表在《植物細胞》(Plant Cell)上。
棉花是世界上最重要的天然纖維作物,棉纖維細胞是植物中最長的單細胞之一,為研究細胞伸長提供了理想的模型。現有研究表明,油菜素內酯作為一種植物激素,在調節纖維伸長方面發揮重要作用,并已廣泛應用。超長鏈脂肪酸是細胞內含有20個碳及以上的脂肪酸,體外添加超長鏈脂肪酸可以促進纖維伸長。但油菜素內酯和超長鏈脂肪酸在調控纖維伸長方面的關系及其作用機制尚不清楚。
油菜素內酯通過影響VLCFA合成調控棉纖維伸長。中國農業科學院棉花研究所供圖
該研究發現油菜素內酯缺陷型棉花突變體的超長鏈脂肪酸含量下降,并且超長鏈脂肪酸合成途徑關鍵限速酶GhKCSs家族中多個成員在該突變體纖維中表達量下調。進一步研究發現,油菜素內酯通過其核心轉錄因子GhBES1調控GhKCSs介導的超長鏈脂肪酸的合成,進而促進棉纖維伸長。該研究結果為解析油菜素內酯調控棉纖維伸長分子機制提供了新思路。