2018年7月20日，中国农业大学王涛、董江丽教授团队和我所李付广研究员团队合作，揭示了陆地棉组蛋白H2B单泛素化酶GhHUB2通过泛素-26S蛋白酶体途径调控棉花纤维发育的分子机制，首次发现植物中HUB2具有多聚泛素化修饰底物的功能。研究论文“GhHUB2, a ubiquitin ligase, is involved in cotton fiber development”在《实验植物学（Journal of Experimental Botany）》上在线发表。

　　棉花纤维是重要的天然纺织原料。随着人们对高品质纤维需求的增加和纺织工艺的改进，挖掘控制纤维性状的基因，深入研究棉花纤维发育的分子机制，对于实现棉花纤维品质改良具有重要意义。组蛋白H2B单泛素化酶HUB2被报道可以通过表观遗传修饰，调控植物的发育及对生物胁迫和非生物胁迫的耐受性。该研究克隆得到了陆地棉GhHUB2基因，并通过遗传学手段证明GhHUB2能够通过调控组蛋白H2B单泛素化（H2Bub1）水平，影响植物开花时间。通过构建GhHUB2的超表达株系和RNAi干扰株系材料，研究人员发现，GhHUB2能够促进棉花纤维的增长和纤维次生壁的增厚。超表达株系中，纤维长度、细胞壁厚度以及纤维素和木质素的含量、纤维强度相对于对照均显著提高；相反，干扰株系中相关指数显著降低。

　　结合分子生物学与生物化学手段，研究人员发现GhHUB2能够与纤维发育负调控因子GhKNL1在细胞核相互作用。GhHUB2可以多聚泛素化修饰GhKNL1蛋白，并促进GhKNL1通过泛素-26S蛋白酶体途径降解。与此对应，GhHUB2超表达棉花纤维中，GhKNL1蛋白积累减少，而干扰株系中GhKNL1蛋白积累增加。纤维中GhHUB2对GhKNL1降解的促进，解除了GhKNL1对下游参与纤维伸长和次生壁合成基因的转录抑制，提高了相关基因的表达，从而调控纤维的发育。本研究为泛素-26S蛋白酶体途径调控纤维发育提供了直接证据，同时首次报道了植物中HUB2具有参与蛋白泛素化降解调控的功能，与酵母和哺乳动物中HUB2参与蛋白多聚泛素化修饰的报道相呼应。

　　中国农大博士生冯浩为论文第一作者。中国农大董江丽教授和我所张雪妍副研究员为共同通讯作者。该研究得到了转基因重大专项（2016ZX08005-003）、国家重点研发计划项目（2016YFD0101006）及农业技术国家重点实验室校外专家研究项目（2018SKLAB6-17）的资助和支持。