科学家发现调控棉花长度强度关键通路

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记者12月19日从中国农业科学院棉花研究所获悉，该所棉花分子遗传改良创新团队通过多物种比较和分子遗传学分析手段，揭示了乙烯调控棉纤维长度与强度关键通路。这一发现为突破棉花育种中“长强”矛盾的瓶颈提供了关键分子靶点。相关研究成果日前发表于学术期刊《先进科学》。

棉纤维的长度和强度是决定其经济价值的核心指标，但两者在遗传上通常表现为负相关的关系。纤维要长得长，强度就容易不够；想让纤维结实耐磨，长度又往往不尽如人意。这种“鱼和熊掌难兼得”的“长强”矛盾，一直是优质棉培育路上的“拦路虎”。以往的研究发现，乙烯是棉纤维发育的关键调控激素，但其作用机制尚不明确。

团队研究发现，乙烯对棉纤维的调控具有显著的剂量依赖性，而且这种调控作用在棉花的不同进化阶段具有不同特点。

在现代栽培的陆地棉中，提高乙烯水平能增强棉纤维强度但会缩短长度。为了搞清楚背后的原理，研究团队开展了进一步研究，鉴定出一条关键的转录调控通路，正是这条通路将乙烯的信号精准传递到棉纤维发育的关键环节，从而调控纤维的生长状态。在棉花的古老祖先种即亚洲棉中，上述调控通路的功能却完全相反。在亚洲棉中，增加乙烯的含量，不仅不会缩短纤维，反而能使棉纤维变得更长。

这一调控逻辑在进化过程中的重塑，不仅科学地解释了不同棉种间纤维特性的巨大差异，更重要的是，为通过基因编辑等现代生物技术手段，打破“长强”束缚、协同提升纤维长度与强度、培育新一代“超级棉花”品种指明了新方向。（记者李禾）

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