近日，中国农业科学院棉花研究所李付广、杨作仁研究员团队通过多组学联合分析和分子遗传学验证，揭示了调控棉纤维次生壁合成和强度形成的一个全新转录调控网络，为通过分子设计培育高强度优质棉花提供了重要的理论基础和关键基因资源。相关研究成果以“GhMYB44 Orchestrates a Multi-tiered Cascade to Regulate Secondary Cell Wall Biosynthesis in Cotton Fibers”为题发表在国际知名期刊《植物学报（英文版） (Journal of Integrative Plant Biology, JIPB)》（中科院一区TOP期刊，影响因子9.3）上。

棉纤维的强度主要取决于纤维细胞次生壁的厚度，是决定纺织品质的核心性状之一。然而，调控这一高效生物合成过程的精细分子机制尚不完全清楚。

该研究通过多组学分析发现，R2R3-MYB转录因子GhMYB44作为上游关键开关，激活下游的NAC转录因子GhFSN43，进而调控纤维素合成相关基因，构成了调控纤维强度的核心级联通路。更重要的是，该通路通过两个蛋白互作节点被协同放大：上游GhMYB44与GhREV5互作以增强信号起始，下游GhFSN43与GhFSN1互作则强化转录效率。这些模块共同构成一个多层次、协同的调控框架，高效促进纤维次生壁的合成与增厚。遗传学功能分析证实，过表达GhMYB44或GhFSN43均能显著提高棉纤维强度。该研究深化了对棉纤维强度调控机制的理解，为培育高强度、高品质棉花新品种提供了新的关键分子靶点和基因资源。

该研究获得国家自然科学基金、新疆科技重大专项等项目资助。中棉所杨作仁和李付广研究员为该论文的共同通讯作者，博士研究生Ghulam Hussain和张杰副研究员为论文的共同第一作者。

原文链接:http://doi.org/10.1111/jipb.70097

级联通路介导的棉纤维次生壁合成多级调控模型