智能棉花

生物传递道  来自南京农业大学、中科院上海生命科学钻研院的钻研人员，正在新钻研中提醉出了棉花腺毛（glandular trichome）造成的遗传根原。那项钻研工做发布正在1月22日的《作做通讯》（Nature Communications）纯志上。

南京农业大学的张天实（Tian-Zhen Zhang）教授，取中科院上海生命科学钻研院院长、中科院院士陈晓亚（Xiao-Ya Chen）是那篇论文的怪异通讯做者。张天实教授的次要钻研标的目的蕴含种量翻新、纯种劣势操做、基因组学和分子育种的钻研。陈晓亚院士历久处置惩罚动物次生代谢、动物抗虫和棉纤维发育钻研。

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毛状体（Trichomes）是一种来源于表皮细胞的特化构造，可以分为两大类：腺毛取非腺毛。腺毛最显著的特征是，它们具有折营的才华分解、储存及有时分泌多种代谢物，蕴含多糖、有机酸、蛋皂量、萜类化折物（譬喻抗疟药物青蒿素）、生物碱和多酚类。那些化学物赋予了动物一种折营的气息，那一自然屏障可护卫动物反抗食草性虫豸及病本体，或是具有弘大的商业价值成为药物、香料、食物添加剂和杀虫剂。因而，腺毛被形容为是生成高价值自然产物如精油、树脂和树胶的生物工厂。只管钻研人员已对腺毛的发育取精密构造，以及取分解、储存和分泌的化折物相关的生理和分子代谢生长了宽泛地钻研，当前应付腺毛发育的潜正在遗传学仍的确一无所知。

正在那篇文章中，钻研人员操做一种显性无腺体渐变体确定了GoPGF的特征。GoPGF编码了一种包孕碱性环-螺旋-环构造域的转录因子，钻研人员认为其是腺体造成的一个正调控因子。缄默沉静GoPGF可招致彻底无腺体表型。他们正在双隐性无腺体渐变体(gl2gl3)的GoPGF中发现了一个单核苷酸插入，其导入了一个提早末行暗码子。确定GoPGF的特征协助提醉出了腺样构造生物发作的调控网络，应付认识腺体中次生代谢物的生成具有重要意义。它还为生成无腺体棉籽和有酚棉不只供应纤维和油，并供给一种人类食用蛋皂量的起源奠定了潜正在的分子根原。

张天实教授连年正在棉花钻研中得到大质重要的钻研成绩。2014年11月，他取陈晓亚院士竞争证明一种叫作GhHOX3的同源异型转录因子控制了棉花纤维伸长。那一钻研发现颁发正在11月21日的《作做通讯》（Nature Communications）纯志上（延伸浏览：南京农大、中科院Nature Communications发现重要调控因子 ）。

2015年4月，张天实教授取南京农业大学的郭旺珍教授，取德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家们竞争，绘制出了一张最正确的美国棉花序列草图，并将很快构建出更为具体的、操控那一复纯棉花基因组的图谱。他们的钻研发现有可能协助培养出正在量质上可媲美豪华埃及棉的重价美国棉花，并协助开发出一些减少杀虫剂运用以及节约水资源的做物。他们正在《作做生物技术》（Nature Biotechnology）纯志上形容了那一新的基因组序列草图（延伸浏览：南京农业大学Nature子刊发布新基因组序列草图）。

2015年5月，张天实教授课题组操做新一代测序和SNP基因分型办法，构建了四倍体棉花的高密度遗传图谱，并表征了四倍体棉花基因组的构造变异。那一钻研成绩登载正在国际出名期刊《Genome Biology》（延伸浏览：南京农大棉花遗传育种钻研发权威期刊 ）。

（生物通：何嫱）

生物通引荐本文戴要：

Genetic basis for glandular trichome formation in cotton

Trichomes originate from epidermal cells and can be classified as either glandular or non-glandular. Gossypium species are characterized by the presence of small and darkly pigmented lysigenous glands that contain large amounts of gossypol. Here, using a dominant glandless mutant, we characterize GoPGF, which encodes a basic heliV-loop-heliV domain-containing transcription factor, that we propose is a positiZZZe regulator of gland formation. Silencing GoPGF leads to a completely glandless phenotype. A single nucleotide insertion in GoPGF, introducing a premature stop codon is found in the duplicate recessiZZZe glandless mutant (gl2gl3). The characterization of GoPGF helps to unraZZZel the regulatory network of glandular structure biogenesis, and has implications for understanding the production of secondary metabolites in glands. It also proZZZides a potential molecular basis to generate glandless seed and glanded cotton to not only supply fibre and oil but also proZZZide a source of protein for human consumption.

做者简介：

张天实

1986.03-1988.11 南京农业大学农学院助教 1988.12-1992.06南京农业大学农学院讲师 1992.07-1994.11 南京农业大学农学院副教授 1992.09-1993.09 德国鲁尔大学农业生物技术博士后 1994.12-今 南京农业大学农学院教授 1997.05-今 南京农业大学农学院教授，博士生导师 2002.4-今 南京农业大学国家重点实验室主任 国内外重要学术兼职： 2003.02至今 国际棉花基因组筹划(ICGI) 协调委员会委员兼构造基因组钻研工做组主席 2002.02至今 ICGI国际研讨会国际组委会委员 2006.09至今 江苏省遗传学会理事长 2001.08至今 中国棉花学会副理事长。  
   
钻研标的目的： 种量翻新、纯种劣势操做、基因组学和分子育种的钻研

陈晓亚

动物生理学家； 1982年卒业于南京大学生物学系； 1985年正在英国里丁(Reading)大学获博士学位； 2005年中选为中国科学院院士；现任中科院上海生命科学钻研院院长、动物分子遗传国家重点实验室主任、中国动物生理学会常务副理事长、国际棉花基因组协调委员会(ICGI)委员等职。 历久处置惩罚动物次生代谢和棉纤维发育钻研，晚期曾处置惩罚动物分类学钻研。对动物倍半萜代谢，特别是棉花和青蒿萜类生物分解及调控生长了系统深刻的钻研，克隆审定了棉酚分解门路一系列酶和调控因子基因，并将棉花漆酶用于环境修复。通过对棉纤维发育相关转录因子的阐明，审定了调控基因并提出其内含子起重要做用，为提醉棉纤维和动物表皮毛细胞发育的分子机制作出了奉献。正在动物microRNA规模，发现激素和miR160通过发展素应答因子控制根尖顶端细胞分化和根冠造成。