近日，中国农业科学院西部农业研究中心棉花分子遗传改良创新团队系统阐述了棉花胚珠代谢热点调控纤维品质与产量的核心机制，明确MYB转录因子为协调初生/次生代谢的核心枢纽，破解了棉花纤维产量与品质权衡的分子瓶颈，为多倍体作物代谢组导向的精准育种提供了理论框架与技术路径。相关成果以“A metabolic hotspot rewires cotton fiber traits”为题，发表于国际著名学术期刊《Trends in Plant Science》（中科院一区TOP期刊，影响因子20.8）。

陆地棉（Gossypium hirsutum）是全球纺织产业的核心原料，其纤维发育的代谢调控网络极为复杂，长期以来，纤维产量、品质与色泽的协同改良是棉花遗传育种的核心难题。尽管功能基因组学已揭示部分纤维发育通路，但多倍体棉花中代谢物与农艺性状的关联调控机制始终未被清晰解析，制约了棉花种业的精准升级。近期的研究聚焦代谢组、转录组与全基因组关联分析多组学研究成果，在陆地棉A07染色体定位到核心代谢热点区域ME_A07，该区域富集72%的差异代谢物，是调控棉花胚珠代谢、决定纤维长度、衣分与色泽的关键位点。

研究发现GhTT2_A07与GhPAR两个MYB转录因子构成代谢调控核心枢纽，其中GhTT2_A07通过520kb大片段倒位的顺式调控，主导初生代谢（有机酸、糖类）与次生代谢（黄酮、原花青素）的碳流分配。高表达会促进黄酮积累、提升纤维抗逆性与色泽形成，但分流碳源抑制纤维伸长；GhPAR则通过亚功能化精细调控原花青素合成，协同平衡纤维产量与适应性性状。这一机制从代谢层面，首次系统解释了棉花生长-防御权衡、纤维色泽与产量负相关的经典育种难题。

针对棉花育种的实际需求，团队提出了“代谢组辅助育种+基因编辑精准改良的创新策略”：以阿魏酸、葡萄糖酸等与纤维优异性状强相关的代谢物为分子标记，实现育种材料的早期高效筛选；通过CRISPR/Cas9编辑MYB调控元件，重新平衡代谢流，打破产量与品质的连锁障碍。该策略不仅适用于棉花，更为小麦、油菜等多倍体作物的代谢导向育种提供了通用范式。

西部农业研究中心棉花分子遗传改良创新团队首席科学家杨作仁研究员和李付广研究员为共同通讯作者，郑州大学Ghulam Qanmber博士为论文第一作者。该研究得到国家自然科学基金、新疆科技重大专项、新疆作物基因编辑与种质创新重点实验室等资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tplants.2026.04.002

棉花纤维性状调控与代谢基础、助力转化育种的热点区域