近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花種質(zhì)資源創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)鑒定到3個(gè)控制陸地棉葉絨毛的主效位點(diǎn),并系統(tǒng)解析了其調(diào)控葉絨毛發(fā)育的遺傳機(jī)制,為解析棉花表皮毛和纖維發(fā)育提供了新見解。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物雜志(The Plant Journal)》上。
葉絨毛和纖維都是棉花表皮毛狀體,其中葉絨毛是葉片重要的物理屏障,對棉花生物和非生物脅迫的抗性形成以及生態(tài)適應(yīng)性都具有重要的意義,但目前其發(fā)育調(diào)控的分子機(jī)制尚未全面解析。
該研究利用1037份遺傳多樣性豐富的陸地棉種質(zhì)進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析,首次同時(shí)鑒定到3個(gè)與葉絨毛數(shù)量相關(guān)的主效位點(diǎn) LPA1 、LPA2 和 LPA3 。其中 LPA1 是已發(fā)現(xiàn)的正調(diào)控絨毛發(fā)育位點(diǎn),且其候選基因表達(dá)可能受上游的結(jié)構(gòu)變異調(diào)控。該研究新鑒定到LPA2和LPA3位點(diǎn),其候選基因是一對同源基因,均負(fù)調(diào)控葉絨毛發(fā)育。進(jìn)一步研究表明,LPA1位點(diǎn)的候選基因能與LPA2和LPA3位點(diǎn)的候選基因的啟動子結(jié)合,激活它們的表達(dá);而LPA2和LPA3位點(diǎn)的候選基因則能抑制LPA1位點(diǎn)的候選基因的轉(zhuǎn)錄。研究結(jié)果揭示了葉絨毛主效位點(diǎn)參與棉花表皮毛起始和發(fā)育過程的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),解析了陸地棉表皮毛發(fā)育的遺傳機(jī)制,為棉花纖維分子遺傳提供了理論支撐。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、河南省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。(通訊員 梁冰)