解析BR信号途径BES1类转录因子在棉花中的功能

本文转自中国科学生命科学，文章来源 BioArt植物
棉花是关系国计民生的重要战略物资，棉纤维是纺织工业最重要的天然纤维来源。油菜素内酯（Brassinosteoids，BRs）是一类重要的植物激素，在调节棉花纤维发育方面发挥重要作用。BES1是BR信号通路中关键转录因子，然而棉花中BES1基因家族成员及其功能还未见系统报道。因此，探究棉花BES1基因家族功能对解析BR调控棉纤维发育机制有重要的意义。

近日，SCIENCE CHINA Life Sciences 在线发表了中国农业科学院棉花研究所、棉花生物学国家重点实验室和郑州大学农学院题为 Genome-wide analysis of BES1 genes in Gossypiumrevealed their evolutionary conserved roles in brassinosteroid signaling 的研究论文。中国农业科学院棉花研究所博士生刘钊为第一作者，杨召恩博士和杨作仁副研究员为共同通讯作者。

该研究对棉花四个主要棉种（亚洲棉、陆地棉、海岛棉、雷蒙德氏棉）中BES1基因家族成员进行全面分析，发现陆地棉BES1基因家族中纤维特异表达BES1基因GhBES1.4_At/Dt，并在拟南芥中验证其功能。研究人员首先将拟南芥中BES1家族成员蛋白序列在四个棉种蛋白数据库中进行比对，从亚洲棉、雷蒙德氏、海岛棉和陆地棉种分别鉴定出11、11、16、22个BES1基因。通过对陆地棉BES1基因家族成员组织表达模式和BL处理后表达模式分析后，发现棉花纤维中特异表达并且响应BR的基因GhBES1.4_At。

参考拟南芥中BES1基因突变位点，将GhBES1.4_At编码区氨基酸序列第216位脯氨酸（Pro）突变为亮氨酸（Leu）。然后将其转入拟南芥中，发现转基因拟南芥出现叶子卷曲，叶柄弯曲且变长等典型的BR过敏感表型。并且转基因拟南芥下胚轴表现出对BR合成抑制剂BRZ不敏感表型，这与拟南芥BES1功能获得型突变体bes1-D表型相似。因此证实了GhBES1.4_At参与到棉花BR信号通路中，并且发挥重要作用。该项工作为探究棉花BES1基因功能和BR影响纤维发育分子机制的解析打下基础。

转mGhBES1.4_At基因拟南芥表型