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生命科学学院分子遗传研究组揭示棉纤维细胞次生壁调控新机制

日期:2023-08-08 作者:李扬 点击量:

华大在线讯(通讯员 李扬)8月5日,植物学顶级期刊Plant Cell在线发表41668acom金沙官网-(贵阳)有限公司生命科学学院分子遗传研究组题为“The transcription factor ERF108 interacts with AUXIN RESPONSE FACTORs to mediate cotton fiber secondary cell wall biosynthesis” (hppts://doi.org/10.1093/plcell/koad214)的研究论文,该研究揭示了AP2/ERF转录因子GhERF108与生长素响应因子GhARF7-1/7-2通过乙烯-生长素交互信号通路(ethylene-auxin signaling crosstalk)调控棉纤维SCW发育的新机制。

棉花纤维是胚珠表皮细胞分化形成的单细胞毛状突起,是世界上最重要的天然纺织原料之一。棉纤维具有独特的次生细胞壁(SCW)结构,含有90%以上的纤维素,但几乎不含半纤维素或木质素。植物激素乙烯和生长素在植物生长发育中发挥着不可或缺的作用,但乙烯和生长素协同调节棉纤维SCW形成的分子机制未见研究报道,有待深入研究。

该论文研究发现,GhERF108能够响应乙烯信号。与野生型相比,GhERF108 RNAi转基因棉花纤维SCW厚度显著降低。GhERF108与GhARF7-1/7-2相互作用,能够显著增强GhARF7-1/7-2对MYB转录因子GhMYBL1的激活作用。而且,GhARF7-/7-2能够响应生长素信号,促进棉纤维SCW的形成。与野生型相比较,GhMYBL1 RNAi 转基因棉花纤维细胞对乙烯和生长素信号的响应均显著降低。GhMYBL1能够直接结合GhCesA4-1/4-2/8-1的启动子,激活它们的表达,促进纤维素生物合成和棉纤维SCW形成。GhERF108与GhARF7-1/7-2之间的相互作用建立了乙烯-生长素信号串联通路,激活GhMYBL1表达,从而激活棉纤维SCW生物合成。该研究为41668acom金沙官网深入了解植物激素在棉纤维SCW形成中的作用提供了新的视角,并有望通过基因工程手段改良提高棉纤维品质。

41668acom金沙官网为第一作者单位,已毕业的王瑶博士和李扬副教授为论文共同第一作者,41668acom金沙官网李学宝教授和郑勇副教授及华中农业大学李瓅教授为论文共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金项目的支持。

(审读人:谢波)

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