近日,我院棉花所分子育种研究室在国际知名期刊《理论和应用遗传学(Theoretical and Applied Genetics)》(IF=4.2,农林科学1区TOP期刊)在线发表了题为“An alpha/beta-hydrolase-like gene (GhABH) is identified to be responsible for fiber quality from a multi-effect quantitative trait locus (QTL) on chromosome A06 of upland cotton”的研究论文。该研究揭示了GhABH基因可能是一个能够协同调控纤维长度、强度与细度的关键基因,为棉花纤维品质的分子育种提供了一个极具潜力的靶点。
纤维强度、长度与细度是衡量棉花纤维品质的三大关键经济性状。尽管已有多个纤维品质相关基因被报道,能够同时改良这三个性状的基因仍较为少见。本研究利用来源于近等基因系重组自交系(RILs)构建的229个F2:3家系群体,结合KASP标记技术,在A06染色体上一个11.41 Mb的区间内鉴定到一个稳定的FS/FL相关数量性状位点(QTL),该区间共包含244个基因。在纤维发育过程中,该QTL内有16个基因在两个近等基因系——Adh(纤维长、强度高)与Adl(纤维短、强度弱)之间表现出差异表达。其中,两个候选基因GhABH和GhMBF1c在Adh与Adl纤维发育阶段呈现出不同的表达模式。进一步分析发现,GhABH中的单核苷酸多态性(SNPs)与纤维强度和长度均显著相关。利用VIGS技术沉默GhABH后,纤维长度、强度和细度均得到提升,并伴随纤维直径减小、纤维螺旋数目增多和细胞壁厚度增加。相反,在拟南芥中过表达GhABH则抑制根伸长,并使茎部细胞壁变薄。以上结果表明,GhABH可能作为一个协同调控多个纤维品质性状的关键因子。该研究基于正向遗传学策略揭示了其分子机制,为棉花纤维分子育种提供了重要理论依据与遗传资源。
该研究得到了农业生物育种重大专项(2023ZD0403902)、河北省农林科学院基本科研业务费(2024070202)、河北省自然科学基金(C2021301039, C2025301055)及河北省农林科学院创新工程(2022KJCXZX-MHS-1)共同资助。
原文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05049-w