陸地棉具有適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高特點(diǎn)，但纖維長(zhǎng)度偏短，易感黃萎��；海島棉主要在我國(guó)新疆部分種植，具有纖維長(zhǎng)、細(xì)、強(qiáng)和抗黃萎病等優(yōu)良性狀。近年來(lái)棉花品種相似性強(qiáng)、抗病性低，尤其是棉花黃萎病發(fā)生日益嚴(yán)重，對(duì)我國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展和棉花生產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

        棉花遺傳改良團(tuán)隊(duì)揭示了Ca2+和K+互作調(diào)控棉纖維伸長(zhǎng)的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)缺Ca2+條件下，合適的K+能促進(jìn)纖維伸長(zhǎng)。

        鈣（Ca2+）不僅是細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)成分而且是環(huán)境信號(hào)響應(yīng)的重要離子，其為棉花（Gossypium hirsutum）纖維細(xì)胞發(fā)育所必需，已有研究表明鉀（K+）在棉纖維細(xì)胞伸長(zhǎng)中起關(guān)鍵作用，但Ca2+和K+如何互作調(diào)節(jié)纖維伸長(zhǎng)尚不清楚。本研究利用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）描繪了不同發(fā)育階段的胚珠和纖維中動(dòng)態(tài)離子組，發(fā)現(xiàn)除了Ca2+之外的大量元素的高積累與長(zhǎng)纖維正相關(guān)；使用體外胚珠培養(yǎng)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)在Ca2+缺乏條件下，較高濃度的K+（52 mM）快速誘導(dǎo)胚珠和纖維褐化，但降低培養(yǎng)基里K+的濃度（2或27 mM），不僅抑制組織變褐，而且促進(jìn)纖維伸長(zhǎng)。進(jìn)一步的研究表明培養(yǎng)基里K+濃度的降低能增強(qiáng)胚珠和纖維活性氧的清除能力，維持脫落酸和茉莉酸水平，從而補(bǔ)償Ca2+缺乏癥。表達(dá)譜結(jié)果表明在缺鈣和低鉀條件下促進(jìn)纖維伸長(zhǎng)的可能的原因是磺鈉肽（PSK）、細(xì)胞膨脹素expansin（EXP）和木葡聚糖內(nèi)切酶/水解酶（XTH）的上調(diào)表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞壁更容易伸展，同時(shí)還促進(jìn)了K+的吸收增加了膨壓。與CBL相互作用的蛋白激酶6（GhCIPK6）是K+吸收調(diào)控路徑的關(guān)鍵基因，利用GhCIPK6的超表達(dá)和RNAi轉(zhuǎn)基因棉花證明了Ca2+和 K+之間存在互作，并調(diào)控棉花纖維的發(fā)育。 返回小木蟲查看更多