近日，西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院羅明課題組在Plant Physiology期刊上發(fā)表題為Sphingolipids promote fiberelongation via the GhSIL-GhBR6OX2 module in upland cotton的研究成果。西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院高級實驗師閻星穎為該論文的第一作者，西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院羅明研究員為該論文的通訊作者。

該研究發(fā)現(xiàn)鞘脂生物合成抑制劑伏馬菌素B1（FB1）能強(qiáng)烈抑制陸地棉纖維生長和三螺旋轉(zhuǎn)錄因子（Trihelix transcription factors）同源基因SIP1 clade-like（GhSIL）的表達(dá)。三螺旋轉(zhuǎn)錄因子是一類植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，其核心特征是含有由三個α螺旋組成的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。該家族在抗逆中具有重要功能，但在植物生長發(fā)育中的功能和調(diào)控機(jī)制還知之甚少。GhSIL在伸長纖維中優(yōu)勢表達(dá)，上調(diào)和下調(diào)該基因表達(dá)分別促進(jìn)和抑制纖維細(xì)胞伸長，轉(zhuǎn)錄組顯示植物激素油菜素內(nèi)酯（BRs）合成酶基因GhBR6OX2在轉(zhuǎn)基因纖維中發(fā)生顯著變化，而且GhSIL直接結(jié)合GhBR6OX2基因的啟動子并正向調(diào)控該基因的表達(dá)。本研究進(jìn)一步證實超量和抑制GhBR6OX2基因的表達(dá)分別促進(jìn)和抑制纖維細(xì)胞伸長、分別提高和降低了纖維細(xì)胞中BRs的含量。這結(jié)果說明BRs介導(dǎo)了鞘脂調(diào)控纖維細(xì)胞生長發(fā)育的調(diào)控機(jī)制。同時，研究還發(fā)現(xiàn)促進(jìn)纖維細(xì)胞極性膨大的鞘脂分子Ceramide(t18:0/24:0)和具有高生物活性的BRs 24-epibrassinolide (BL)在體外可與GhSIL蛋白結(jié)合。這為進(jìn)一步解析鞘脂調(diào)控植物細(xì)胞生長發(fā)育的細(xì)胞分子機(jī)制提供了新的線索。通過研究鞘脂響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子GhSIL的調(diào)控機(jī)制不僅揭示了鞘脂穩(wěn)態(tài)調(diào)控植物生長發(fā)育等關(guān)鍵生物學(xué)功能的分子機(jī)制，也為基因工程改良棉纖維長度提供了潛在靶點。