海島棉（Gossypium barbadense）又稱長(zhǎng)絨棉,，其具有優(yōu)良的纖維品質(zhì),，是高端、特種棉紡織品的重要原料,，在國(guó)際高端紡織市場(chǎng)中不可或缺,。新疆是我國(guó)海島棉的唯一產(chǎn)區(qū)。然而,，隨著水資源日益短缺,、全球氣候變暖以及近年來(lái)人力成本逐漸增加，海島棉播種面積和產(chǎn)量逐年下降,，遠(yuǎn)無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)高端棉紡織品需求,。TCP轉(zhuǎn)錄因子在非生物脅迫反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用,。然而,，TCP在棉花非生物脅迫響應(yīng)中的作用尚未完全闡明,。

近日，Industrial Crops & Products發(fā)表了新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)倪志勇教授團(tuán)隊(duì)題為“Sea-island cotton (Gossypium barbadense L.) GbTCP5 improves plant adaptation to drought and salt stress by directly activating GbERD7, GbUBC19, and GbGOLS2 expression”的研究論文,，該研究發(fā)現(xiàn)海島棉中的TCP轉(zhuǎn)錄因子GbTCP5能夠調(diào)控海島棉對(duì)干旱和鹽脅迫的抗性,。

研究人員發(fā)現(xiàn)，GbTCP5受干旱,、NaCl和脫落酸（ABA）處理誘導(dǎo)表達(dá),。干旱脅迫下，與野生型（WT）相比,，過(guò)表達(dá)GbTCP5轉(zhuǎn)基因擬南芥提高了葉片的存活率和ABA含量,，降低了葉片水分喪失率和丙二醛（MDA）含量。此外,，過(guò)表達(dá)GbTCP5轉(zhuǎn)基因植株中脅迫應(yīng)答基因AtCOR415,、AtCOR414、AtRD29A,、AtLTP4,、AtPUB22和ABA生物合成相關(guān)基因AtNCED3的表達(dá)水平顯著高于WT。鹽脅迫下,，與WT相比,，過(guò)表達(dá)GbTCP5轉(zhuǎn)基因擬南芥萌發(fā)率、根長(zhǎng),、存活率和葉綠素含量增加,，MDA含量降低。相反,，在干旱和鹽脅迫下,，與對(duì)照棉花相比，病毒誘導(dǎo)的基因沉默GbTCP5棉花存活率降低,，根長(zhǎng),、根面積、根體積減小,，MDA含量和對(duì)干旱和鹽脅迫敏感性增加,。RNA-seq和實(shí)時(shí)定量PCR分析表明，GbTCP5參與了多種非生物脅迫相關(guān)的代謝途徑,。此外,，GbTCP5蛋白激活了GbGLOS2、GbUBC19和GbERD7的表達(dá),，并通過(guò)與這些基因啟動(dòng)子區(qū)域的TCP順式作用元件結(jié)合,，參與了棉花的干旱和耐鹽性,。這些結(jié)果表明，GbTCP5在植物的干旱和鹽脅迫響應(yīng)中起著積極的作用,，可能是提高棉花對(duì)干旱和鹽脅迫耐受性的候選基因,。

圖1 GbTCP5響應(yīng)干旱和鹽脅迫模式圖

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王怡講師和農(nóng)學(xué)院于月華高級(jí)實(shí)驗(yàn)師為該文的共同第一作者，倪志勇教授為該文的通訊作者,。博士研究生萬(wàn)會(huì)娜參與本研究工作,。該研究受到新疆維吾爾自治區(qū)重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目（2021A02001-3）的支持。