棉花是世界上重要的天然纖維作物，棉纖維是細長的單細胞。油菜素內(nèi)酯(BRs)通過BES1/BZR1轉(zhuǎn)錄因子參與植物生長和發(fā)育的調(diào)控，對棉纖維的伸長具有重要的調(diào)節(jié)作用。然而，BRs參與棉纖維伸長調(diào)控的分子機制有待探究。

2022年12月21日，中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所的研究成果發(fā)表在Plant Physiology期刊上(影響因子8.005)，文章題目為“A brassinosteroid transcriptional regulatory network participates in regulating fiber elongation in cotton"。該研究使用DNA親和純化測序(DAP-seq)技術(shù)鑒定了陸地棉中BR信號通路核心轉(zhuǎn)錄因子GhBES1.4的結(jié)合基序和靶基因。揭示了GhBES1.4介導的BR調(diào)控棉纖維伸長的網(wǎng)絡(luò)，為培育陸地棉優(yōu)質(zhì)纖維新品種提供了寶貴的基因資源。

該研究通過DAP-seq技術(shù)，鑒定出1531個GhBES1.4結(jié)合的靶基因，篩選出5個GhBES1.4識別的基序。過表達GhBES1.4基因能促進纖維的伸長，降低GhBES1.4基因的表達會減少纖維的長度。結(jié)果表明GhBES1.4正調(diào)控BR介導的纖維伸長。

圖1. 通過DAP-seq技術(shù)鑒定GhBES1.4的直接靶基因

圖2. GhBES1.4的結(jié)合基序分析

通過DAP-seq、RNA-seq和GWAS聯(lián)合分析，篩選到7個BR調(diào)控的纖維伸長相關(guān)基因，并進一步解析了GhBES1.4調(diào)控棉纖維發(fā)育的信號網(wǎng)絡(luò)。而且，GhHMG1和GhCYP84A1對纖維伸長的促進作用證實了多組學聯(lián)合分析鑒定基因的準確性?？傊?，該研究明確了GhBES1.4通過BR信號通路，調(diào)控棉纖維伸長的分子機制，并且為多組學聯(lián)合分析，尋找關(guān)鍵功能基因提供了有效的遺傳育種策略。

圖3. GhBES1.4介導棉纖維伸長的機制圖

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