A brassinosteroid transcriptional regulatory network participates in regulating fiber elongation in cotton

棉花是世界上最重要的天然纤维作物。棉纤维是植物中最长的单细胞之一，为研究细胞伸长提供了理想的模型。BR是一种重要的植物激素，体外BR处理促进纤维伸长，而BR生物合成抑制剂BRZ则抑制纤维发育(Sun et al., 2005)。BR缺陷型棉花突变体pag1和GhDET2(一种BR生物合成基因)沉默的棉花植株都表现出短纤维表型(Yang et al., 2014; Luo et al., 2007)。转录组分析表明，BR可能通过影响脂肪酸生物合成、乙烯、细胞壁和细胞骨架相关基因表达来促进纤维伸长 (Shi et al., 2006；Yang et al., 2014)。然而，调控纤维发育的BR信号传导的直接靶基因在很大程度上是未知的，这限制了对BR调控纤维伸长的分子机制的理解。

近日，中国农业科学院棉花研究所李付广/杨作仁研究员团队在Plant Physiology在线发表了题为“A brassinosteroid transcriptional regulatory network participates in regulating fiber elongation in cotton”的研究论文，系统的阐释了陆地棉中BR对纤维伸长的调控网络。

油菜素甾醇（BR）激活质膜定位的BRI1受体，将其负调控因子BKI1磷酸化解离，从而使BRI1与BAK1结合，完全激活BR信号通路。随后，BRI1将BSK1和CDG1磷酸化激活。BSKs和CDG1将 BSU1磷酸化激活，被活化的BSU1将BIN2去磷酸化使其失活，解除BIN2对BES1/BZR1的抑制功能。前人研究表明，油菜素甾醇处理能促进纤维的伸长，而油菜素甾醇抑制剂BRZ能抑制纤维的发育。18年时，他们鉴定出一个棉花中的BR信号因子GhBES1.4，主要在纤维中表达。因此，围绕GhBES1.4的下游直接靶基因开展了一系列研究。

DAP-SEQ和CHIP-SEQ被广泛应用于靶基因鉴定的技术。但ChIP-SEQ的应用是基于高质量的抗体或带有标签的转基因株系，而DAP-SEQ不依赖于TFS抗体和转化，是一种快速、更容易高通量寻找TFS靶基因的方法。他们对GhBES1.4进行了DAP-seq，鉴定出陆地棉中1,531个GhBES1.4候选靶基因，其中GhCPD、GhCYP90D1 和GhBRL 是 GhBES1.4 的高亲和力靶基因。