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品原料。成熟棉纤维次生壁中含有比其他任何植物中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,关于棉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等技术发现GhMYB7能精细调控GhCesA表达。当在棉花中过表达GhMYB7时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,当在棉花中使GhMYB7表达下调后,延迟了纤维素沉积,棉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, GhCesA7和GhCesA8启动子上三个不同的顺式作用元件来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, GhFSN1和GhMYB46_D13组成的级联网络来协同调控棉纤维次生壁纤维素合成。该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了新的见解和思路。
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。