機采棉是棉花未來的發(fā)展趨勢，化學(xué)脫葉是機采棉必不可少的一項技術(shù)措施，化學(xué)脫葉效果的好壞直接影響機采棉的質(zhì)量和效率。新陸早50是新疆農(nóng)科院選育的品種，對商用脫葉劑（脫吐隆和乙烯利混劑）敏感，是新疆廣泛種植的機采棉品種，但是其脫葉機理尚不明確。近期，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花團(tuán)隊與新疆農(nóng)科院在Journalof Experimental Botany上在線發(fā)表了題為Crosstalkbetween cytokinin and ethylene signaling pathways regulates leafabscission in cotton in response to chemical defoliants的研究論文，闡述了機采棉脫葉的分子機理。

　　研究選用對脫葉劑敏感的棉花品種新陸早50和對脫葉劑不敏感的棉花品種新陸早33，分別用脫葉劑和水（對照）處理兩個棉花材料，首先通過形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)確定兩個棉花品種對脫葉劑的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)新陸早50離層形成早于新陸早33，脫葉劑處理后脫葉率遠(yuǎn)高于新陸早33。然后對兩個材料兩種處理不同時間點離層組織取樣進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，結(jié)果表明在噴施脫葉劑后，新陸早50中的細(xì)胞分裂素氧化酶基因GhCKX3等急劇上調(diào)表達(dá)，細(xì)胞分裂素含量降低；與新陸早50相比，細(xì)胞分裂素氧化酶基因GhCKX3等在新陸早33中的響應(yīng)明顯滯后，細(xì)胞分裂素響應(yīng)基因GhARRs的差異表達(dá)在新陸早33中加劇。研究進(jìn)一步通過RNAi干涉抑制細(xì)胞分裂素氧化酶基因GhCKX3的表達(dá)，減少細(xì)胞分裂素的降解，脫葉劑處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與野生型對照相比，GhCKX3-RNAi植株對脫葉劑不敏感，其GhCKX3受脫葉劑誘導(dǎo)表達(dá)變化不大，細(xì)胞分裂素含量變化不明顯。另一方面，與新陸早33相比，新陸早50對乙烯更敏感，化學(xué)脫葉過程伴隨著乙烯的大量釋放，特別是在新陸早50中，這一因素加速新陸早50葉片的脫落。同時，GhCKX3-RNAi植株對乙烯的敏感性降低，乙烯響應(yīng)相關(guān)基因在GhCKX3-RNAi植株中表達(dá)差異減弱。該研究揭示了細(xì)胞分裂素和乙烯信號相互作用共同調(diào)控棉花脫葉，為機采棉的選育提供指導(dǎo)。

　　華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國家重點實驗室的博士生徐嬌和陳林為該論文的共同*作者，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)楊細(xì)燕教授和新疆農(nóng)科院徐海江研究員為該論文共同通訊作者。該研究工作受到國家重點研究開發(fā)計劃項目和國家自然科學(xué)基金項目的資助。

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