山东省农业科学院经作所在棉花早熟基因挖掘及分子调控机制研究方面取得重要进展

　　近日，山东省农业科学院经济作物研究所棉花遗传育种创新团队在棉花早熟基因挖掘及分子调控机制研究领域取得重要进展。团队以中晚熟陆地棉品种鲁棉研37号（L37）和早熟品种鲁棉研19号（L19）为亲本进行早熟QTL定位，发现置信区间存在CONSTANS-like家族成员基因，命名为GhCOL3，并对该基因的生物学功能和分子机制展开深入研究，相关成果以“Characterization and Functional Analysis of CONSTANS-like 3 involved in photoperiodic flowering of Gossypium hirsutum”为题在线（2025年2月12日）发表在植物学领域TOP期刊Plant Physiology and Biochemistry（中科院二区，IF=6.1）。

 

　　棉花早熟对缩短棉花生育期，缓解粮棉争地矛盾具有重要意义。团队以L37和L19为试验材料，通过表达量检测验证了GhCOL3基因在两个品种中的表达水平差异，揭示了其组织表达谱，研究发现该基因的表达具有显著的昼夜节律，揭示其参与光周期开花途径的调控。将该基因在拟南芥中进行异源过表达，结果发现过表达能够延迟植物开花；利用VIGS系统在陆地棉中沉默该基因则能使开花提前，表明该基因能够负调控植物的开花。通过转录组分析、酵母单杂交和双荧光素酶检测等手段，发现该基因能够调控GhbHLH38和GhBBX31的表达，进而影响陆地棉开花因子GhFT的表达，调控棉花开花进程。

 

　　本研究揭示了棉花GhCOL3调控开花的生物学功能和分子机制，为进一步揭示陆地棉光周期开花途径调控网络奠定重要理论基础，同时为早熟高产棉花新品种的分子设计（基因组选择与编辑）提供了重要基因资源。

 

　　经作所宋章强副研究员为该论文的第一作者，张军、王芙蓉研究员为共同通讯作者。该研究得到山东省自然科学基金面上项目（ZR2021MC184和ZR2020MC108）、国家自然科学基金面上项目（32272194）、国家棉花产业技术体系（CARS-15-5）、山东省农业科学院农业科技创新工程（CXGC2024A02）等项目的支持。（撰写：宋章强  核稿：张军）

 

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.109643