近日，农学院已毕业硕士生余笠、赵萱和教师戎均康在《Plant Physiology》（中科院1区Top，IF7.6）发表题为“Functionally differentiated GL2-interacting-repressor 1 homoeologs regulate epidermal hair development ofGossypium hirsutum”（《功能分化的GL2互作抑制同源基因在调控陆地棉表皮毛发育》）的研究论文。

棉花为重要的经济作物，其纤维是天然纺织原材料，因此，表皮毛是棉花最重要的农艺性状。根据生长发育组织不同可分为：长纤维（天然纤维），短纤维（纸币、火药）和茎杆茸毛（防御病虫害）等部分。表皮毛产生与发育的分子机理一直是棉花基础研究中的重点领域。该研究发现了茎杆表皮毛“开关”基因GhGIR1D，明确了陆地棉A亚组与D亚组GhGIR1基因在调控茎杆茸毛和棉花种子短绒的功能分化。

前期研究发现，亚洲棉种子短绒由A08染色体GaGIR1基因调控。本研究通过构建半野生陆地棉与现代陆地棉杂交群体，首次将控制陆地棉茎杆光杆性状的主效位点精确定位于D08染色体短臂，并鉴定出关键基因GhGIR1D。该基因作为表皮毛发育的分子"开关"，其沉默可激活茎杆茸毛形成，而过表达则抑制该表型。值得注意的是，种子短绒调控基因GaGIR1与GhGIR1D虽同源却呈现功能分化：GaGIR1通过阻断GhHD1D-GhHOX3复合体形成，抑制下游靶基因GhRDL1表达，从而调控种子短绒起始。GhGIR1D通过与GhHD1A-GhHOX3蛋白互作负调控茎杆表皮毛的形成。

通过大量半野生陆地棉茸毛表型，启动子单倍型与表达量的关联分析，发现GhGIR1D启动子Hap I型与高表达特征显著相关，揭示了半野生棉种质资源中茎杆光杆性状的遗传基础。本研究还发现HD-ZIP IV转录因子GhHD1是表皮毛的正调控因子，与GhGIR1存在负调控关系。GhHD1的两个同源基因对在调控不同组织表皮毛上存在剂量效应。该成果为解析棉花表皮毛发育分子网络提供了新视角，对纤维品质改良育种具有重要指导意义。

浙江农林大学现代农学院硕士余笠（浙江大学现代种业研究所在读博士生）和赵萱为论文共同第一作者；浙江农林大学戎均康教授为论文通讯作者。浙江农林大学为第一和通讯作者单位。浙江农林大学曹跃芬讲师、丁明全教授、吴刚教授、冯圣军副教授；浙江大学关雪莹研究员；中棉所何守朴研究员、杜雄明研究员也参与了该项工作。本研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

（现代农学院 丁明全）