从基因到牛仔裤新的基因见解或能培育出耐旱棉花

棉花融入了我们日常生活的各个方面，从柔软的T恤到舒适的牛仔裤和舒适的床单。它是世界领先的可再生纺织纤维，也是价值数十亿美元的全球产业的支柱。

随着气候变化加剧，棉农面临着干旱和高温带来的日益严峻的挑战。然而，新的研究为培育更具抗旱能力的品种带来了希望，这些品种即使在缺水条件下也能保持高产。

一个跨学科研究小组在《植物生物技术杂志》最近发表的一项研究中，研究了不同棉花植物在基因层面上对干旱的反应。他们在亚利桑那州的低沙漠地区种植了22种陆地棉(GossypiumhirsutumL.)，让一半的植物处于干旱条件下。通过分析植物的基因和物理特性，科学家们发现了一些关于棉花抗旱机制的有趣见解。

他们发现，两个关键调控基因GhHSFA6B-D和GhDREB2A-A在帮助棉花植物应对水分胁迫的同时维持纤维产量方面发挥着至关重要的作用。这些基因就像管弦乐队的指挥，协调着数百种参与干旱反应和纤维发育的其他基因的活动。

“我们很高兴发现抗逆性和纤维产量维持之间的直接联系，”博伊斯汤普森研究所助理教授、共同通讯作者安德鲁·尼尔森博士说。“看来，随着时间的推移，棉花植物已经进化出这种调节机制，以帮助它们应对干旱条件，同时仍能生产出具有经济重要性的纤维。”

最有趣的发现之一涉及一种名为GhIPS1-A的基因，该基因产生的酶对于合成保护植物免受干旱胁迫的化合物至关重要。研究人员发现，这种从棉花植物的非洲祖先那里遗传下来的基因只有一个副本对GhHSFA6B-D有反应。这表明棉花应对干旱的能力早在其驯化之前就有古老的根源。

更令人着迷的是，研究小组发现了GhIPS1-A基因附近的一个微小的遗传变异，它似乎影响棉花在缺水条件下保持产量的能力。

“这种单碱基的DNA变化与干旱胁迫下植物的纤维产量增加有关，”共同通讯作者、亚利桑那大学副教授DukePauli博士解释说。“对于希望开发更具抗逆性的棉花品种的育种者来说，这种微小的遗传差异可能是有价值的目标。”

由于气候变化导致许多棉花种植区干旱更加频繁和严重，开发能够在更少水量下生长的品种至关重要。这项研究提供了宝贵的见解和遗传目标，以指导这些育种工作。

此外，该研究还强调了保持棉花品种多样性的重要性。在所研究的22种棉花品种中观察到的干旱反应范围强调了遗传多样性对于作物适应不断变化的条件的重要性。

在面临日益严峻的环境挑战的世界中，了解我们最重要的植物如何在分子水平上应对压力比以往任何时候都更加重要。这项研究推进了我们的科学知识，并为面对气候变化的更具弹性和可持续性的农业铺平了道路。