发布日期：2026-08-25浏览次数：8来源：蓝景科信
文献题目：Relief of GbDEAH12G repression on the GbNAC072C-GbHOX3 axis improves lint percentage in Gossypium barbadense
发表期刊：Nature Communications
影响因子：18.1
物种：海岛棉
发表时间：2026年6月12日
发表单位：中国农业大学
蓝景科信提供：DAP-seq、RNA-seq技术服务
主要研究内容
海岛棉凭借优异纤维品质广泛应用于高端纺织领域，但普遍存在衣分偏低、产量受限的问题。衣分是决定棉花皮棉产量的核心遗传性状，直接决定了单位面积的皮棉产出。目前已有多种转录因子被证实参与棉纤维发育，而NAC家族对纤维起始与衣分形成的调控机制鲜有报道。尽管GWAS已鉴定出大量海岛棉衣分关联位点，但衣分关键基因的功能与调控通路仍缺乏系统解析。
本研究以海岛棉为研究材料，借助群体重测序分析、基因变异鉴定、蛋白结构预测、亚细胞定位及时空表达模式分析，证实GbNAC072和GbDEAH12均定位于细胞核，且特异在纤维起始阶段表达。基因功能验证表明，GbNAC072C为正向调控衣分的优良等位变异，可显著促进胚珠表皮细胞凸起分化、提升纤维起始效率与衣分水平；而GbDEAH12G为功能抑制型等位基因，能够显著抑制棉纤维起始发育、负调控棉衣分形成，GbDEAH12C则无明显抑制功能，两个基因的不同等位变异在海岛棉产量建成中存在显著功能分化。
为解析GbNAC072C分子调控网络，该研究通过DAP-seq技术开展海岛棉全基因组结合位点筛选，共鉴定出149380个特异性结合峰，对应60235个靶基因，其中12.0%的结合峰定位于转录起始位点上游500bp近端启动子区域；同时鉴定出NAC家族经典保守结合基序CACG。启动子区靶基因GO功能富集分析发现，靶基因显著富集于表皮细胞发育、表皮毛分化与形态建成等和棉纤维起始、衣分形成紧密关联的生物学通路。通过DAP-seq与RNA-seq数据联合分析，筛选出GbHOX3这一纤维发育关键候选靶基因。后续经酵母单杂交、双荧光素酶报告系统、ChIP-qPCR及EMSA等多种实验进一步证实，GbNAC072C可特异性结合并激活GbHOX3启动子转录，而等位变异GbNAC072T基本无转录激活能力。功能试验表明，GbDEAH12G可结合并抑制GbNAC072C，GbDEAH12C无抑制活性；双基因转基因材料证明GbDEAH12C-GbNAC072C为优良等位组合，可显著提升衣分等产量性状，GbDEAH12G-GbNAC072T则抑制纤维发育。群体与回交群体分析表明，GbNAC072C优良单倍型育种利用不足，GbDEAH12经受人工选择，二者等位组合差异决定海岛棉衣分表型变异。
综上，GbDEAH12G-GbNAC072C-GbHOX3是调控海岛棉衣分与纤维发育的关键分子模块。本研究揭示了等位变异特异性蛋白互作调控海岛棉衣分的全新分子机制，填补了NAC转录因子参与棉纤维发育与衣分形成的研究空白，同时为海岛棉高产分子育种提供关键基因资源与育种改良靶点。
图1. 通过DAP-seq与RNA-seq分析鉴定的GbNAC072C靶基因。（a）3-DPA胚珠中GbYH9（C型）与GbC352（T型）差异基因火山图。（b）DAP-seq检测到的GbNAC072C全基因组结合峰分布。（c）RNA-seq下调差异基因与DAP-seq靶基因的交集韦恩图。（d）交集差异基因的GO功能富集分析。（e）GbNAC072调控的表皮发育相关基因热图。（f）IGV可视化GbHOX3基因座处的GbNAC072C DAP-seq结合峰。（g）GbHOX3启动子GbNAC072C结合区域示意图。（h）ChIP-qPCR体内验证GbNAC072C可结合GbHOX3启动子的P1、P2片段。（i）酵母单杂交试验验证GbNAC072C结合GbHOX3启动子。（j）EMSA电泳迁移阻滞实验证实GbNAC072C可结合P1、P2位点。（k）荧光成像结果，展示GbNAC072C/T和GbDEAH12G/C对GbHOX3启动子转录活性的调控效果。（l）荧光强度定量统计。（m）双荧光素酶（Dual-LUC）试验所用效应载体、报告载体构建示意图。（n）不同等位组合（GbNAC072C/T、GbDEAH12G/C）对GbHOX3转录活性的影响。（o）各类转基因材料中GbHOX3基因表达水平检测。
蓝景科信核心服务体系涵盖DAP-seq、RNA-seq及ChIP-seq、ATAC-seq等组学技术，同时配套EMSA、Dual-LUC、Y1H、ChIP-qPCR等下游验证方案，并提供蛋白Pull-down、Y2H、Co-IP等全套蛋白互作服务。打造“组学检测—功能验证—互作分析”一站式转录因子研究解决方案，全方位支撑科研工作高效推进！
