近日，我校农学院新疆棉花生物育种院士工作站参与完成的研究论文“Heterodimers of the MADS transcription factors GhAGL1 and GhAGL4 modulate cotton fiber initiation and elongation”在植物学领域国际顶级期刊 《The Plant Cell》（中科院1区TOP期刊，影响因子11.6）上发表。该研究由石河子大学农学院、华中农业大学棉花遗传改良团队与新疆农业科学院棉花研究所共同完成，系统揭示了棉花纤维起始与早期伸长的分子调控机制。
棉花纤维是由胚珠表皮细胞发育而成的单细胞非腺性种子表皮毛，为植物细胞命运决定和细胞伸长研究提供了理想模型。纤维起始数目和纤维长度是决定棉花产量和品质的关键因素。然而，纤维细胞如何完成从起始分化到早期伸长的发育衔接，目前仍缺乏深入认知。
研究团队从纤维起始关键转录因子GhMYB25-like的蛋白互作网络入手，鉴定到在纤维起始分化期优势表达的两个MIKC-MADS家族蛋白GhAGL1和GhAGL4。通过基因编辑、转录组分析、蛋白互作及功能验证等手段，证实GhAGL1和GhAGL4可在体内外形成异源二聚体，共同调控纤维的起始和早期伸长。CRISPR/Cas9技术敲除GhAGL1和GhAGL4后，纤维起始数量下降、伸长受阻，双突变体表型缺陷更为严重。
进一步研究表明，GhAGL1和GhAGL4异源二聚体共同调控下游靶基因GhCZF1的表达。GhMYB25-like虽不能单独激活GhCZF1和GhHOX3的表达，但可增强GhAGL1-GhAGL4复合物对下游靶基因的转录激活能力。GhCZF1直接激活木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶家族基因GhXTH16和GhXTH23的表达，通过提高细胞壁可塑性促进纤维伸长。研究提出GhAGL1/GhAGL4-GhCZF1-GhXTH16/GhXTH23构成棉纤维早期发育的调控级联。
该论文共同通讯作者为石河子大学农学院新疆棉花生物育种院士工作站涂礼莉教授和新疆农业科学院棉花研究所孔杰研究员。石河子大学农学院作物学流动站博士后孙梦玲博士（华中农业大学博士毕业）为该论文第一作者。张献龙教授、尤春源教授，新疆农业科学院棉花研究所王为然副研究员、周子馨助理研究员共同参与研究。
（ 通讯员：董芳 初审：惠慧 复审：李玉祥 终审：李智敏 ）
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