南京農業大學Nature子刊發布遺傳學新成果

　　來自南京農業大學、中科院上海生命科學研究院的研究人員，在新研究中揭示出了棉花腺毛（glandular trichome）形成的遺傳基礎。這項研究工作發布在1月22日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

　　南京農業大學的張天真（Tian-Zhen Zhang）教授，與中科院上海生命科學研究院院長、中科院院士陳曉亞（Xiao-Ya Chen）是這篇論文的共同通訊作者。張天真教授的主要研究方向包括種質創新、雜種優勢利用、基因組學和分子育種的研究。陳曉亞院士長期從事植物次生代謝、植物抗蟲和棉纖維發育研究。

　　毛狀體（Trichomes）是一種起源于表皮細胞的特化結構，可以分為兩大類：腺毛與非腺毛。腺毛最顯著的特征是，它們具有獨特的能力合成、儲存及有時分泌多種代謝物，包括多糖、有機酸、蛋白質、萜類化合物（例如抗瘧藥物青蒿素）、生物堿和多酚類。這些化學物賦予了植物一種獨特的氣味，這一天然屏障可保護植物對抗食草性昆蟲及病原體，或是具有巨大的商業價值成為藥物、香料、食物添加劑和殺蟲劑。因此，腺毛被描述為是生成高價值天然產物如精油、樹脂和樹膠的生物工廠。盡管研究人員已對腺毛的發育與精細結構，以及與合成、儲存和分泌的化合物相關的生理和分子代謝開展了廣泛地研究，當前對于腺毛發育的潛在遺傳學仍幾乎一無所知。

　　在這篇文章中，研究人員利用一種顯性無腺體突變體確定了GoPGF的特征。GoPGF編碼了一種包含堿性環-螺旋-環結構域的轉錄因子，研究人員認為其是腺體形成的一個正調控因子。沉默GoPGF可導致完全無腺體表型。他們在雙隱性無腺體突變體(gl2gl3)的GoPGF中發現了一個單核苷酸插入，其導入了一個提前終止密碼子。確定GoPGF的特征幫助揭示出了腺樣結構生物發生的調控網絡，對于認識腺體中次生代謝物的生成具有重要意義。它還為生成無腺體棉籽和有酚棉不僅供應纖維和油，并提供一種人類食用蛋白質的來源奠定了潛在的分子基礎。

　　張天真教授近年在棉花研究中取得大量重要的研究成果。2014年11月，他與陳曉亞院士合作證實一種叫做GhHOX3的同源異型轉錄因子控制了棉花纖維伸長。這一研究發現發表在11月21日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

　　2015年4月，張天真教授與南京農業大學的郭旺珍教授，與德克薩斯大學奧斯汀分校的科學家們合作，繪制出了一張最精確的美國棉花序列草圖，并將很快構建出更為詳細的、操控這一復雜棉花基因組的圖譜。他們的研究發現有可能幫助培育出在質量上可媲美豪華埃及棉的廉價美國棉花，并幫助開發出一些減少殺蟲劑使用以及節約水資源的作物。他們在《自然生物技術》（Nature Biotechnology）雜志上描述了這一新的基因組序列草圖。

　　2015年5月，張天真教授課題組利用新一代測序和SNP基因分型方法，構建了四倍體棉花的高密度遺傳圖譜，并表征了四倍體棉花基因組的結構變異。這一研究成果刊登在國際知名期刊《Genome Biology》。