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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所李付廣研究員團(tuán)隊(duì)揭示了棉花纖維進(jìn)化重要靶基因GhPRE1A 參與油菜素內(nèi)酯信號(hào)途徑調(diào)控纖維伸長(zhǎng)的分子機(jī)制，對(duì)棉花纖維品質(zhì)的遺傳改良具有指導(dǎo)意義。相關(guān)研究結(jié)果以GhPRE1A  promotes cotton fiber elongation by activating the DNA-binding bHLH factor GhPAS1 為題在線發(fā)表在《植物生物技術(shù)（Plant Biotechnology Journal）》(IF=13.26)上。"  

棉花是世界上最重要的天然纖維作物，棉纖維是全球紡織業(yè)的重要原料，纖維長(zhǎng)度是棉花纖維品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)?，F(xiàn)有研究表明GhPRE1A 是棉花纖維進(jìn)化的重要靶標(biāo)基因，而GhPRE1A 調(diào)控棉花纖維伸長(zhǎng)的分子機(jī)制尚不清楚。

該研究通過纖維酵母雙雜交文庫(kù)篩選到與GhPRE1A互作的GhAIF3以及與GhAIF3互作的GhPAS1。GhPRE1A與GhAIF3都屬于非典型的bHLH轉(zhuǎn)錄因子，但GhAIF3是棉花纖維伸長(zhǎng)的負(fù)調(diào)控因子，與GhPRE1A作用相反。GhPAS1是典型的bHLH轉(zhuǎn)錄因子，具有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄激活活性，是纖維伸長(zhǎng)的正調(diào)控因子，可以直接調(diào)控GhEXPA8 等下游靶基因的表達(dá)促進(jìn)纖維伸長(zhǎng)。通過遺傳和生化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)GhPRE1A 和GhPAS1 都是油菜素內(nèi)酯信號(hào)下游的正調(diào)控因子，但二者之間不存在直接相互作用。GhAIF3能夠抑制GhPAS1的轉(zhuǎn)錄激活活性，而GhPRE1A通過與GhAIF3相互作用解除GhAIF3對(duì)GhPAS1抑制作用，重新激活GhPAS1對(duì)下游靶基因的調(diào)控，從而促進(jìn)纖維伸長(zhǎng)。因此，GhPRE1A、GhAIF3和GhPAS1通過級(jí)聯(lián)反應(yīng)協(xié)同調(diào)控棉花纖維伸長(zhǎng)。該研究為解析棉纖維伸長(zhǎng)的調(diào)控機(jī)制提供了新思路。

中棉所李付廣研究員和楊作仁研究員為共同通訊作者，中棉所已畢業(yè)研究生吳煥煥博士和生物信息與分子設(shè)計(jì)中心范李強(qiáng)助理研究員為該論文共同第一作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體和新疆自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.14005

GhPRE1A參與油菜素內(nèi)酯信號(hào)途徑調(diào)控纖維伸長(zhǎng)的模型