宋纯鹏课题组克隆了棉花色素腺体基因CGP1

棉籽中含有高大量的植物油（21%）、蛋白质（23%）、碳水化合物和维生素。棉籽油富含不饱和脂肪酸，其中亚油酸含量高达总油量的44.9-55.0%，棉籽具有很高的应用价值和潜力。然而，几乎所有的栽培种棉花种子中都有腺体的存在。腺体是棉酚的主要存储场所，因此也被称为棉酚腺体。棉酚是棉属植物特有的次生代谢物，帮助棉花抵御病虫害的侵袭。同时，棉酚对单位动物及人类的毒性作用极大的限制了棉籽的应用。克隆及研究腺体发育相关基因，将有助于进一步了解腺体发育的分子机理，研究腺体发育与棉酚代谢之间的关系。

本研究首次克隆到棉花色素腺体定位基因CGP1。在有腺体棉花品种中RNAi干涉和CRISPR敲除CGP1后棉花都表现出与Gl2e相似的无腺体表型，但是组织切片表明CGP1基因敲除并不影响色素腺体结构和密度，而是影响了腺体内的色素沉积，使色素腺体颜色变浅至肉眼不可见。在cgp1突变体中，棉酚合成路径相关基因表达量下调，棉酚等萜类化合物的含量显著降低。CGP1a能够与GoPGF在细胞核中互作，说明CGP1a可能通过与GoPGF形成异源二聚体来调控棉酚等萜类物质代谢。该基因的克隆及在功能机制的解析，能为研究腺体发育过程、腺体与棉酚及其他内含物关系，阐明色素腺体与棉酚合成的复杂关系提供新的视角；为培养低酚棉，使棉籽作为可食用蛋白和食用油重要来源，促进棉花产业升级提供重要理论依据和新品种。

2020年1月21日，该研究成果以“The gland localized CGP1 controls gland pigmentation and gossypol accumulation in cotton.”为题发表在Plant Biotechnology Journal杂志上（论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13323）。

CGP1调控棉花色素腺体功能