实验室宋国立研究员团队提出独脚金内酯可以调控棉纤维伸长

作者：棉花生物育种与综合利用全国重点实验室 日期：2024-07-29 访问量：

近日，实验室宋国立研究员团队利用免疫沉淀串联质谱分析（IP-MS）技术发现独脚金内酯（SL）通路的抑制子GhSMXL可以抑制赤霉素信号转导，揭示了独脚金内酯调控棉纤维发育的新机制。该研究为棉纤维的遗传改良提供理论支撑，对于棉花品质改良具有重要意义。相关研究成果以“Strigolactone-induced degradation of SUPPRESSOR OF MORE AXILLARY GROWTH2-LIKE7 (SMXL7) and SMXL8 contributes to gibberellin- and auxin-mediated fiber cell elongation in cotton”为题发表在生物学1区TOP期刊《The Plant Cell》（IF=11.6）上。

独脚金内酯作为一种新型植物激素，在调控植物株型、非生物胁迫响应、氮利用等方面发挥重要作用。近年来的多种研究表明独脚金内酯还参与调控棉花黄萎病抗性和纤维发育。据报道，独脚金内酯位于赤霉素下游，共同促进纤维细胞的伸长及次生壁增厚。然而，独脚金内酯调控以棉纤维为代表的单细胞发育机制仍不太清楚。

该研究通过免疫沉淀串联质谱分析（IP-MS）实验，发现独脚金内酯通路的抑制子GhSMXL7/8与赤霉素通路抑制子（DELLA）蛋白GhSLR1相互作用。GhSMXL7/8可以与泛素连接酶GhGID2竞争性结合GhSLR1，从而阻碍了赤霉素介导的GhSLR1泛素化降解。同时，GhSMXL7可以与转录因子GhHOX3互作，影响了GhHOX3对下游基因的转录激活活性。该研究发现独脚金内酯合成抑制剂Tis108可以显著抑制生长素（IAA）对纤维伸长的促进效应，表明独脚金内酯可能还参与调控纤维中生长素的合成或信号转导。进一步研究发现GhSMXL7/8作为转录抑制子可以直接结合GhARF18/19的启动子并抑制它们的转录，导致棉纤维变短。研究结果揭示了独脚金内酯、赤霉素和生长素以信号串扰的模式共同调控棉纤维发育的新机制。综上，该研究结果揭示了独脚金内酯整合赤霉素和生长素信号，在单细胞水平上协调调节植物细胞伸长的机制。

中棉所宋国立研究员为该论文的通讯作者，中棉所在读博士生孙亚如为该论文的第一作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

Doi：10.1093/plcell/koae212

独脚金内酯调控棉纤维伸长的模式图