2021年6月12日，Plant Biotechnology Journal雜志19卷第6期刊發了棉花遺傳改良團隊題為“A global survey of the gene network and key genes for oil accumulation in cultivated tetraploid cottons”的研究論文。本研究分析了四倍體棉籽脂肪酸合成的基因動态表達網絡，繪制了棉籽油份合成基因調控的海陸種間差異圖譜，為将來利用海島棉優勢基因資源進行棉籽油份改良育種奠定了基礎。
棉花不僅是重要的纖維作物，也是重要的油料作物。為了更深入了解棉籽脂肪酸生物合成的基因網絡與調控機制，棉花遺傳改良團隊利用高通量的轉錄組測序技術，繪制了陸地棉低油栽培種鄂棉22與海島棉高油材料3-79棉籽發育過程的基因動态表達圖譜。發現分别有28,306和26,528個基因參與海陸棉籽發育過程，整體表達随發育進程呈下降趨勢；但在開花後30天，陸地棉下調表達基因數目顯著高于海島棉。對比海陸棉種棉籽油份動态積累過程發現，海島棉高棉籽油份的形成與脂肪酸代謝一系列基因的持續性高量表達密切相關，并表現出顯著的亞基因組偏向性。兩類關鍵限速酶SAD6和FATA在高油材料海島棉中的作用遠大于低油陸地棉材料。三個關鍵轉錄因子WRI1、NF-YB6和DPBF2在調節籽油方面發揮了重要作用。基于這些研究成果，結合實驗室前期鑒定海陸種間置換系群體鑒定的棉籽含油量QTL位點與高油漸滲系信息，共鑒定到21個包括脂肪酸代謝、糖代謝和種子發育等調控棉籽油份合成的候選基因。利用酵母脂肪酸合成系統，鑒定發現GhSWEET和GhACBP6能夠提高脂肪酸的含量。該研究對于理解棉花脂肪酸生物合成網絡的海陸種間機制差異和脂肪酸遺傳改良育種提供了新的見解。
我校作物遺傳改良國家重點實驗室已畢業博士生祝德為該論文的第一作者，林忠旭教授為該論文的通訊作者。
文章鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13538
供圖. 海陸棉籽發育過程中油份合成相關基因差異表達圖譜
