记者11月24日从中国农业科学院棉花研究所（以下简称“中棉所”）获悉，该所联合多家单位，利用多组学数据首次系统解析了棉花胚珠发育早期代谢网络与调控基因的动态互作机制，揭示了MYB基因家族在陆地棉驯化过程中的调控枢纽作用，构建了高质量棉籽和棉纤维代谢物数据库，为棉花分子设计育种与下游加工产业升级提供了“理论+数据”支撑。相关研究成果发表在学术期刊《自然·遗传学》上。

棉花纤维品质、产量形成机制以及棉籽加工价值的挖掘，一直是科研界和产业界的攻关重点。在棉花胚珠和纤维发育的早期阶段，基因整体表达活性显著增强，这一过程对纤维细胞启动和伸长、棉籽营养成分积累等生物过程至关重要。

中棉所研究员何守朴说，研究采用大样本多维度组学分析策略，对403份陆地棉种质资源开花后5天的胚珠进行深度测序与整合分析，鉴定出2960个代谢数量性状位点、24485个表达数量性状位点，构建了目前棉花领域最全面的“变异组—转录组—代谢组—表型组”数据库。

基于海量代谢组数据，该研究系统收录了棉籽发育早期的关键代谢物信息，结合成熟种子的营养评价，可形成直接服务于加工产业的棉籽代谢物数据库，为解析棉籽油脂、蛋白及功能活性成分合成机制，提供了精准数据参考。

研究还发现，棉花A07染色体上的关键调控位点ME_A07在陆地棉驯化过程中发挥重要作用，可能是棉纤维从“有色（棕）不可利用”转变为“无色（白）可利用”的关键开关。进一步研究证实，MYB基因家族成员GhTT2_A07是该位点的关键基因。GhTT2_A07可通过跨代谢通路调控，同时参与初级与次级代谢物合成，既直接影响纤维长度、衣分等农艺性状，又与棉籽中脂肪酸组成等加工关键指标密切相关。另一个GhTT2_A07同源基因GhPAR主要在胚珠早期发挥作用，聚焦调控原花青素含量等，可能与棉花的生态适应性有关。这两个同源基因协同调节棉纤维与棉籽的代谢通路及分子网络，实现对棉花“纤维—棉籽”双器官性状发育的定向调控。

相关研究人员表示，上述研究成果揭示了同源基因功能分化在棉花重要性状形成过程中的关键作用，不仅深化了研究人员对棉花发育生物学的科学认识，也为棉花分子育种提供了重要基因资源和多组学数据支撑。