棉花纤维细胞是一个极细长的单细胞，是研究植物细胞生长发育的理想材料。植物激素油菜素内酯（brs）在纤维细胞发育中起着重要作用。近日，西南大学罗明教授团队在industrial crops and products（if2022=5.9）发表了题为《ghsmo2-2 is regulated by brassinosteroid signal and involved in cotton fiber elongation via influencing phytosterol and sphingolipid biosynthesis》的研究论文，揭示了受油菜素内酯调控的固醇合成酶基因ghsmo2-2通过影响植物固醇和鞘脂的合成影响棉花纤维发育的分子机制。
在这项研究中，研究者从陆地棉中鉴定了一个拟南芥smo2-2（甾醇c-4α甲基氧化酶）的同源基因ghsmo2-2，该基因主要在纤维细胞中表达，在纤维快速伸长期表达水平达到峰值，此外br可以诱导该基因的表达。研究发现，br 信号转录因子 ghbes1可直接与 ghsmo2-2的启动子结合并促进其表达。进一步，通过棉花遗传转化，研究者发现ghsmo2-2的过表达显著促进棉花纤维细胞伸长和植物甾醇的合成，并提高了一些对纤维伸长有重要作用的鞘脂的含量。相反，下调ghsmo2-2抑制纤维伸长，并且阻断这些化学物质的积累。 结果表明，ghsmo2-2是一个参与纤维细胞伸长的重要基因，对于纤维品质和产量的改良具有重要的基因工程价值。他们的发现研究揭示了 br 通过影响膜脂筏的关键组分植物甾醇和鞘脂的生物合成来调节纤维细胞的伸长，为进一步揭示植物甾醇、鞘脂和 brs 在植物细胞发育中的作用和机制提供了新的线索。
西南大学罗明教授和青年教师徐凡为本文通讯作者，课题组硕士研究生刘芳为第一作者，已毕业硕士研究生隗廷为共同第一作者。研究获得国家自然科学基金项目（31971984、31571722）、西南大学中央高校基本科研业务费（swu119036）、转基因生物新品种培育重大专项（2018zx0800921b）的资助。