The Crop Journal | 西南大学罗明团队揭示棉花纤维发育调控新机制

棉花是重要的天然纤维作物。我国是世界上的产棉大国，棉花在我国国民经济中具有重要作用。棉纤维细胞是由胚珠外珠被表皮细胞经突起和伸长而形成的单细胞，具有极度伸长的细胞形态。其生长发育经历了起始期、快速伸长期、转换期、次生壁合成期以及成熟与脱水期，是研究植物细胞生长的理想材料。同时，纤维细胞的发育过程也是棉花纤维产量和品质的形成过程，研究纤维细胞的发育及其调控机制是解析棉花纤维产量和品质（长度和细度等）形成的重要环节，将为进一步培育高产优质棉花提供理论基础。近年来对棉花纤维发育的研究取得了一定的进展，但目前调控棉纤维发育的分子机制还有待进一步的研究。

近日，西南大学生物技术中心罗明课题组在The Crop Journal在线发表了题为“GhIQD10 interacts with GhCaM7 to control cotton fiber elongation via calcium signaling”的研究论文，通过棉花遗传转化、生化与分子生物学等技术手段，揭示了GhIQD10调控棉花纤维发育的分子机制。

研究者首先通过棉花遗传转化证实，在棉花中过量表达GhIQD10导致纤维变短，而通过病毒介导的基因沉默下调该基因的表达则对棉花纤维发育没有影响。进一步通过酵母双杂交筛选到GhIQD10能够与GhCaM7互作，而已有报道表明GhCaM7是钙离子的感应器，通过调节细胞内活性氧的产生从而促进棉纤维发育[1]。进一步对GhIQD10与GhCaM7之间的互作进行研究，发现钙离子能够抑制它们之间的互作。钙离子荧光探针（Fluo3）检测表明，GhIQD10过表达株系纤维中钙离子含量显著降低，随后通过胚珠体外培养技术证明了钙离子能够挽救GhIQD10过表达株系的短纤维表型，并且GhIQD10过表达株系在纤维发育过程中对钙离子流抑制剂不敏感。也就是说，当钙离子含量较低时，GhIQD10与GhCaM7互作，抑制了GhCaM7对纤维发育的促进作用，从而导致了短纤维的表型；而当钙离子存在时，能够抑制GhIQD10与GhCaM7的互作，释放出GhCaM7，进而促进了棉纤维的伸长（图1）。此外，对GhIQD10过表达株系纤维的转录组分析发现，油菜素内酯（brassinosteroid, BR）信号及合成途径基因皆显著上调，然而GhIQD10过表达株系对外源添加的表油菜素内酯及BR合成抑制剂BRZ均没有响应，表明GhIQD10调控纤维发育可能与BR无关。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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