近日，河北省农林科学院棉花研究所分子育种研究室在《The Crop Journal》(影响因子6.0，中科院一区TOP)在线发表了题为“MYB regulation of GST/GT mediates red petal spot development in cotton”的研究论文。该研究表明亚洲棉中GaGT通过催化花青素合成最后一步的糖基化修饰，影响花青素合成，从而影响花基红斑形成。与此同时，该研究还提出GaMYB同时调控GaGST和GaGT参与亚洲棉花基红斑形成，并表明该机制在陆地棉和海岛棉中高度保守。
        该研究通过图位克隆在亚洲棉（Gossypium arboreum）中鉴定到一个MYB转录因子编码基因（Gar07G09390，GaMYB）和一个谷胱甘肽-S-转移酶（GST）编码基因（Gar07G08900，GaGST）为花基红斑候选基因，且GaMYB能够正调控GaGST的表达。使用病毒诱导基因沉默（VIGS）手段分别验证了GaMYB和GaGST均能正调控花基红斑形成，对上述两种VIGS材料进行转录组和代谢组分析鉴定到一个糖基转移酶编码基因（GaGT，Gar02G15390）。GaGT能够催化包括矢车菊素以及多种黄酮类物质在内的糖基化反应，且其表达量受GaMYB正调控。至此该研究提出亚洲棉中GaMYB转录因子同时调控GaGT合成花青素并经由GaGST转运至液泡储存，最终形成花基红斑累积的调控模式。序列比对、体外酶活、VIGS和EMSA等实验结果表明GaMYB、GaGST和GaGT在陆地棉和海岛棉中对应的同源基因序列保守，功能一致。值得注意的是该研究鉴定到的MYB基因与前人对于棉花花瓣颜色研究结果中所验证的GhPAP1和GaPC等MYB转录因子并不相同，但它们都能调控同一个GST基因的表达。这些结果意味着棉花花瓣的颜色性状同时受多个相互关联的MYB通路调控，这一发现进一步丰富了我们对棉花花瓣颜色形成分子机理的认识。
        该项研究得到了国家农业生物育种重大专项和河北省农林科学院科技创新专项的资助。
        文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cj.2025.03.015