近日，中国农业科学院生物技术研究所作物生物技术育种创新团队在棉纤维驯化与育种选择研究中取得新进展，发现编码R2R3 MYB转录因子的基因GhTT2-A07启动子区的自然变异在育种过程中被定向选择，是现代白色优质棉花形成的关键原因。相关成果发表于国际学术期刊《The Plant Journal》（植物学杂志）。

棉花是全球重要经济作物，驯化与育种历史悠久。目前广泛种植的陆地棉和海岛棉均为异源四倍体，由二倍体祖先种杂交加倍形成。已有研究证实，现代优质白色棉均起源于天然彩棉，自然界中，天然彩色棉的纤维品质普遍较差，在长期人工驯化与改良过程中，人类逐步将呈现天然彩色的四倍体野生棉的纤维驯化为白色纤维棉花，并培育为主栽品种，但其驯化过程中纤维颜色与品质协同演变的分子机制尚不清楚。

研究以深棕色纤维棉花品种ZXM1为材料，通过图位克隆鉴定到同时控制纤维颜色和长度的关键基因GhTT2-A07，该基因编码一个R2R3-MYB转录因子。进一步证实，在棕色棉中，GhTT2-A07基因在纤维发育关键时期呈特异性高表达，可直接激活苯丙氨酸代谢通路下游的GhPAL、GhC4H和Gh4CL等关键基因，导致原花青素与木质素两种次生代谢物在纤维细胞中大量富集。其中，原花青素作为棕色棉纤维呈色的主要物质，赋予纤维天然棕色，而木质素的过度积累会严重干扰纤维细胞壁中纤维素微纤丝的定向组装，最终导致纤维伸长受到抑制、力学强度显著降低，是天然彩棉品质较差的核心原因。

在棉花自然演化与育种选择过程中，GhTT2-A07基因启动子区发生自然变异，导致其在纤维发育期的表达水平显著下调。这一变异产生了双重正向效应：一方面减少了原花青素等色素类物质的合成，使纤维呈现白色；另一方面解除了对纤维细胞伸长的抑制，促进纤维品质提升。单倍型分析显示，低表达水平的GhTT2-A07单倍型在棉花育种过程中受到强烈正向选择，最终在现代优质白色棉花品种中固定。该研究不仅为解析棉纤维发育的分子调控网络提供了关键线索，而且深化了对棉花育种选择中“颜色-品质”协同演变分子机理的认识。

生物所博士生何海焱、已毕业硕士张继龙及博士后周琪为论文共同第一作者，梁成真研究员为通讯作者。新疆国欣种业王洪这、文婷提供了试验材料支持，齐禾生科高强博士与俄亥俄州立大学区树俊教授提供了生物信息学分析帮助。该研究得到生物育种重大专项、国家重点研发计划等项目资助。

图示：GhTT2-A07调控棉纤维发育模型及其在现代育种中的进化选择