近日，河北省农林科学院棉花研究所分子育种研究室在国际知名期刊《理论和应用遗传学（theoretical and applied genetics）》（if=5.57，农林科学1区top）在线发表了题为genetic mapping, transcriptomic sequencing and metabolic profiling indicated a glutathione s‑transferase is responsible for the red‑spot‑petals in gossypium arboretum的研究论文，首次揭示了谷胱甘肽s-转移酶基因（gst）可能是调控亚洲棉花基红斑形成的主要基因。
花基红斑性状指在花朵盛开后，花瓣底端有深红色花斑，该性状颜色艳丽，易于分辨，一直到花瓣凋谢干枯花基花斑仍清晰分辨。该性状在植物中广泛存在，极具观赏价值。已有研究表明红斑能够增强棉花对昆虫传粉的吸引力，从而提高结铃性（jones 1996；abid et al 2022），因此将该性状引入生产主推品种具有较大价值。此外，花基红斑性状可作为指示性状用于杂交棉真伪和纯度检验，挖掘与该性状紧密连锁的功能标记，可实现早期快速鉴定杂交棉真实性和纯度的目的。
研究团队通过亚洲棉分离群体确定花基红斑为单基因显性控制，首先，对两个亲本和分离后代进行混池基因组重测序，将目标基因定位在7 号染色体上3.27 mb 范围。随后，在红斑形成的三个连续发育阶段中测定转录组数据，在上述qtl内鉴定了8个差异表达基因，其中，gst基因（gar07g08900）是唯一一个在三个发育阶段同时表现出差异表达的基因，因此被认为是最可能的候选基因。最后，通过抑制 gar07g08900 表达出现红斑褪色实现对该候选基因的功能验证。上述研究对棉花花基红斑性状利用，以及植物中花青素合成及花色调控研究具有重要意义。
张建宏研究员和张香云研究员为共同通讯作者，张素君副研究员、陈杰博士、姜涛博士为论文共同第一作者。本研究得到了河北省农林科学院科技创新专项（2022kjcxzx-mhs-1）和河北省自然科学基金青年基金（c2021301039）项目资助。
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