近日，中国农业科学院西部农业研究中心杨作仁研究员团队通过多物种比较和分子遗传学分析，揭示了乙烯激素调控棉纤维长度与强度平衡的剂量效应及其进化机制，为打破棉花育种中“长强”矛盾的瓶颈提供了关键分子靶点。相关研究成果以“Evolutionary Divergence of an Ethylene-Responsive Transcriptional Cascade Governs a Dose-Dependent Balance Between Cotton Fiber Length and Strength”为题发表在国际著名期刊《先进科学（Advanced Science）》（中科院一区TOP期刊，影响因子14.1）上。

棉纤维的长度和强度是决定其经济价值的核心指标，但两者在遗传上常呈负相关，制约了优质棉的培育。乙烯是关键调控激素，但其作用机制尚不明确。

该研究发现，在现代陆地棉中，提高乙烯水平会使纤维“变短变强”，而降低乙烯则导致“又短又弱”，证实了乙烯的剂量依赖性效应。研究团队进一步鉴定出一条关键的“GhEIN3-GhERF-GhCOBL4”转录调控通路，它将乙烯信号精准传递至纤维发育过程。

该研究最具突破性的发现是，上述调控通路在棉花的二倍体祖先亚洲棉中功能发生了“反转”。在亚洲棉中提高乙烯水平，反而获得了“变长变薄”的纤维。这种在进化过程中发生的调控逻辑重塑，不仅解释了不同棉种纤维特性的巨大差异，更重要的是为通过基因工程手段协同提升纤维长度与强度、培育下一代超级棉品种指明了新方向。

中国农业科学院西部农业研究中心杨作仁和杨召恩研究员为共同通讯作者，张杰副研究员为论文第一作者。中国农业科学院棉花研究所李付广研究员和上海交通大学薛红卫教授参与了本课题的设计和指导。该研究获得国家自然科学基金、新疆科技重大专项等项目资助。

原文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202514154

陆地棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉乙烯含量、纤维长度和细胞壁厚度比较