棉纤维中木聚糖合成相关基因的全基因组鉴定

陈枫，郭彦君，陈莉，甘新丽，柳敏，李娟，许文亮

[目的] 成熟棉纤维含有超过90%的纤维素及少量木聚糖和木质素。糖组学及免疫组化技术在10～24 DPA棉纤维中检测到木聚糖，甚至在棉短绒中还揭示了木聚糖的结构，暗示木聚糖可能参与调控次生壁纤维素的合成，并可能参与决定最终的纤维品质。但是我们对棉纤维木聚糖合成的了解还非常有限，木聚糖在棉纤维发育中的功能还很不清楚。

[结果] 系统了解参与棉纤维木聚糖合成的基因，我们综合运用进化树分析、表达谱分析及共表达分析方法，在全基因组水平上鉴定参与棉纤维木聚糖合成的基因，包括5个IRX9，5个IRX10，1个IRX14，6个IRX15，2个FRA8，1个PARVUS，8个GUX，4个GXM，2个RWA，2个AXY9，13个TBL基因。此外，我们还发现2个新的GT61家族成员，2个GT47家族成员，2个DUF579家族成员。选择1个棉花IRX10类似基因和2个棉花FRA8基因在相应拟南芥突变体中进行互补试验，结果显示这3个基因都可以不同程度地恢复这些突变体由于木聚糖缺失导致的不规则的木质部表型，推测这些基因是拟南芥中木聚糖合成相关基因的直系同源基因。我们的结果显示棉纤维木聚糖合成机制相对保守，但具有纤维特异性。此外，木聚糖合成与纤维素及木质素合成密切相关。

[结论] 本文鉴定的55个基因为揭示棉纤维木聚糖生物合成的分子机制及分子改良纤维品质提供了丰富的基因资源。

Title: Global identification of genes associated with xylan biosynthesis in cotton fiber

Author: CHEN Feng, GUO Yanjun, CHEN Li, GAN Xinli, LIU Min, LI Juan and XU Wenliang

Journal of Cotton Research. 2020; 3: 25

https://jcottonres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s42397-020-00063-3