许文亮教授揭示棉纤维次生壁纤维素合成调控新机制

来源:作者:发稿时间:2021-07-14浏览次数:

近日,我校生命科学学院许文亮教授课题组在植物学著名期刊New Phytologist Impact factor: 10.151在线发表了题为GhMYB7 promotes secondary wall cellulose deposition in cotton fibers by regulating GhCesA gene expression through three distinct cis-elements”的研究论文https://doi.org/10.1111/nph.17612)。

棉纤维是最重要的天然纺织原料。成熟棉纤维次生壁中含有其他任何植物都要高的纤维素含量(>90%。次生壁纤维素合成的起始与进行需要受到严格调控以平衡纤维伸长与壁加厚然而关于纤维发育过程中纤维素合成的调控机制仍然未知。该研究通过遗传与功能分析揭示一个R2R3-MYB转录因子GhMYB7能控制棉纤维次生壁纤维素合成利用转录组分析,转录激活分析,凝胶阻滞及染色质免疫共沉淀技术发现GhMYB7精细调控GhCesA表达。当棉花表达GhMYB7提前在棉纤维细胞中诱导了次生壁纤维素合成导致棉纤维变短但次生壁更厚;相反,当棉花中使GhMYB7表达下调后延迟了纤维素沉积,纤维轻微增长但次生壁变薄。进一步的研究显示GhMYB7能通过分别直接结合GhCesA4, GhCesA7GhCesA8启动子三个不同的顺式作用元件调控次生壁纤维素合成而且这种机制也被其他的GhMYB7采用。该研究还提出了一个由GhTCP4, GhMYB7, GhFSN1GhMYB46_D13组成级联网络来协同调控棉纤维次生壁纤维素合成。研究揭示了一个棉纤维调控次生壁纤维素合成的新机制,为遗传改良棉纤维次生壁厚度提供新的见解和思路。

该研究得到了国家自然科学基金(No. 31970516;31671735)和湖北省自然科学基金No. 2016CFA071的资助。黄俊锋博士为论文的第一作者许文亮教授是论文的通讯作者。