生命科學學院分子遺傳研究組揭示棉纖維細胞次生壁調控新機制

華大在線訊（通訊員 李揚）8月5日，植物學頂級期刊Plant Cell在線發表我校生命科學學院分子遺傳研究組題為“The transcription factor ERF108 interacts with AUXIN RESPONSE FACTORs to mediate cotton fiber secondary cell wall biosynthesis” (hppts://doi.org/10.1093/plcell/koad214)的研究論文，該研究揭示了AP2/ERF轉錄因子GhERF108與生長素響應因子GhARF7-1/7-2通過乙烯-生長素交互信號通路(ethylene-auxin signaling crosstalk)調控棉纖維SCW發育的新機制。

棉花纖維是胚珠表皮細胞分化形成的單細胞毛狀突起，是世界上最重要的天然紡織原料之一。棉纖維具有獨特的次生細胞壁（SCW）結構，含有90%以上的纖維素，但幾乎不含半纖維素或木質素。植物激素乙烯和生長素在植物生長發育中發揮著不可或缺的作用，但乙烯和生長素協同調節棉纖維SCW形成的分子機制未見研究報道，有待深入研究。

該論文研究發現，GhERF108能夠響應乙烯信號。與野生型相比，GhERF108 RNAi轉基因棉花纖維SCW厚度顯著降低。GhERF108與GhARF7-1/7-2相互作用，能夠顯著增強GhARF7-1/7-2對MYB轉錄因子GhMYBL1的激活作用。而且，GhARF7-/7-2能夠響應生長素信號，促進棉纖維SCW的形成。與野生型相比較，GhMYBL1 RNAi 轉基因棉花纖維細胞對乙烯和生長素信號的響應均顯著降低。GhMYBL1能夠直接結合GhCesA4-1/4-2/8-1的啟動子，激活它們的表達，促進纖維素生物合成和棉纖維SCW形成。GhERF108與GhARF7-1/7-2之間的相互作用建立了乙烯-生長素信號串聯通路，激活GhMYBL1表達，從而激活棉纖維SCW生物合成。該研究為我們深入了解植物激素在棉纖維SCW形成中的作用提供了新的視角，并有望通過基因工程手段改良提高棉纖維品質。

華中師范大學為第一作者單位，已畢業的王瑤博士和李揚副教授為論文共同第一作者，華中師范大學李學寶教授和鄭勇副教授及華中農業大學李瓅教授為論文共同通訊作者。該研究獲得了國家自然科學基金項目的支持。

（審讀人：謝波）