近日，山東省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所棉花遺傳育種創(chuàng)新團隊在棉花早熟基因挖掘及分子調(diào)控機制研究領(lǐng)域取得重要進展。團隊以中晚熟陸地棉品種魯棉研37號（L37）和早熟品種魯棉研19號（L19）為親本進行早熟QTL定位，發(fā)現(xiàn)置信區(qū)間存在CONSTANS-like家族成員基因，命名為GhCOL3，并對該基因的生物學功能和分子機制展開深入研究，相關(guān)成果以“Characterization and Functional Analysis of CONSTANS-like 3 involved in photoperiodic flowering of Gossypium hirsutum”為題在線（2025年2月12日）發(fā)表在植物學領(lǐng)域TOP期刊Plant Physiology and Biochemistry（中科院二區(qū)，IF=6.1）。

 

　　棉花早熟對縮短棉花生育期，緩解糧棉爭地矛盾具有重要意義。團隊以L37和L19為試驗材料，通過表達量檢測驗證了GhCOL3基因在兩個品種中的表達水平差異，揭示了其組織表達譜，研究發(fā)現(xiàn)該基因的表達具有顯著的晝夜節(jié)律，揭示其參與光周期開花途徑的調(diào)控。將該基因在擬南芥中進行異源過表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)過表達能夠延遲植物開花；利用VIGS系統(tǒng)在陸地棉中沉默該基因則能使開花提前，表明該基因能夠負調(diào)控植物的開花。通過轉(zhuǎn)錄組分析、酵母單雜交和雙熒光素酶檢測等手段，發(fā)現(xiàn)該基因能夠調(diào)控GhbHLH38和GhBBX31的表達，進而影響陸地棉開花因子GhFT的表達，調(diào)控棉花開花進程。

 

　　本研究揭示了棉花GhCOL3調(diào)控開花的生物學功能和分子機制，為進一步揭示陸地棉光周期開花途徑調(diào)控網(wǎng)絡奠定重要理論基礎(chǔ)，同時為早熟高產(chǎn)棉花新品種的分子設計（基因組選擇與編輯）提供了重要基因資源。

 

　　經(jīng)作所宋章強副研究員為該論文的第一作者，張軍、王芙蓉研究員為共同通訊作者。該研究得到山東省自然科學基金面上項目（ZR2021MC184和ZR2020MC108）、國家自然科學基金面上項目（32272194）、國家棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-15-5）、山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程（CXGC2024A02）等項目的支持。（撰寫：宋章強  核稿：張軍）

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.109643