陆地棉具有适应性强，产量高特点，但纤维长度偏短，易感黄萎病；海岛棉主要在我国新疆部分种植，具有纤维长、细、强和抗黄萎病等优良性状。近年来棉花品种相似性强、抗病性低，尤其是棉花黄萎病发生日益严重，对我国棉花产业发展和棉花生产安全构成严重威胁。

        棉花遗传改良团队揭示了Ca2+和K+互作调控棉纤维伸长的机制，发现缺Ca2+条件下，合适的K+能促进纤维伸长。

        钙（Ca2+）不仅是细胞壁结构成分而且是环境信号响应的重要离子，其为棉花（Gossypium hirsutum）纤维细胞发育所必需，已有研究表明钾（K+）在棉纤维细胞伸长中起关键作用，但Ca2+和K+如何互作调节纤维伸长尚不清楚。本研究利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）描绘了不同发育阶段的胚珠和纤维中动态离子组，发现除了Ca2+之外的大量元素的高积累与长纤维正相关；使用体外胚珠培养系统，发现在Ca2+缺乏条件下，较高浓度的K+（52 mM）快速诱导胚珠和纤维褐化，但降低培养基里K+的浓度（2或27 mM），不仅抑制组织变褐，而且促进纤维伸长。进一步的研究表明培养基里K+浓度的降低能增强胚珠和纤维活性氧的清除能力，维持脱落酸和茉莉酸水平，从而补偿Ca2+缺乏症。表达谱结果表明在缺钙和低钾条件下促进纤维伸长的可能的原因是磺钠肽（PSK）、细胞膨胀素expansin（EXP）和木葡聚糖内切酶/水解酶（XTH）的上调表达导致细胞壁更容易伸展，同时还促进了K+的吸收增加了膨压。与CBL相互作用的蛋白激酶6（GhCIPK6）是K+吸收调控路径的关键基因，利用GhCIPK6的超表达和RNAi转基因棉花证明了Ca2+和 K+之间存在互作，并调控棉花纤维的发育。 返回小木虫查看更多