近日，学校裴炎教授课题组在植物研究领域著名期刊Journal Of Experimental Botany在线发表了以“Cytokinin inhibits cotton fiber initiation via disrupting PIN3a-mediated IAA asymmetric accumulation in ovule epidermis”（细胞分裂素通过干扰胚珠表皮GhPIN3a介导的生长素不对称积累抑制棉花纤维起始）为题的文章，论文被遴选为该期的Insight Articles。
裴炎教授课题组此前发现，生长素在纤维细胞中特异积累决定纤维细胞的数量，通过对生长素合成基因的时空精准调控，实现了棉花纤维产量和品质的同步改良。该论文在Nature Biotechnology（2011）发表后，引起广泛关注。但是，为什么生长素只在纤维细胞中高浓度积累，而在与之相邻的非纤维细胞中观察不到这种积累？另外，前人研究表明，生长素运输蛋白PINs在植物根中的分布定位受重力控制，从而影响生长素的运输与分配。然而，棉花胚珠近似球形，重力模式难以解释生长素在棉花胚珠表皮相邻细胞间的不对称分布。针对这些问题，课题组继续展开深入研究。
经过多年的努力，课题组发现：生长素外运蛋白GhPIN3a只在非纤维细胞的质膜上定位，这种不对称分布能使生长素从非纤维细胞外运至纤维细胞中，而GhPIN3a在纤维细胞膜上的缺失导致生长素的积累。这一发现揭示了生长素在单细胞中极性分布的机制。同时还发现，细胞分裂素通过干扰GhPIN3a蛋白在非纤维细胞中的定位，拮抗生长素对纤维细胞起始的促进作用，抑制棉花纤维细胞的起始。
西南大学生物技术中心的裴炎教授为该论文的通讯作者，博士研究生曾健晏和张觅副研究员为共同第一作者。在同期发表题为“Optimization of polar distribution of GhPIN3a in the ovule epidermis to improve cotton fiber development”（优化GhPIN3a在胚珠表皮的极性定位促进棉纤维发育）的评述文章介绍了这一“高质量原创性研究”成果，认为“这一发现可为棉花育种提供新的策略”。下一步，课题组将致力寻找“决定PIN蛋白在纤维与非纤维细胞的关键因子和调控机制”，以解析植物细胞膨大的调控网络和调控机制。
（生物技术中心供稿 编辑 韩笑 审核）