近日，中国农业科学院棉花研究所李付广/杨作仁研究员团队通过多组学联合分析和分子遗传学验证，系统解析了棉花种子大小形成的遗传基础及其分子调控机制。相关研究成果以“Integrated multi-omics analysis to elucidate the genetic basis of seed traits in cotton”为题发表在国际知名期刊《前沿研究杂志（Journal of Advanced Research）》（中科院1区Top期刊，IF=13）上。

棉花是全球重要的经济作物，其种子不仅关系到萌发能力和幼苗活力，还直接影响产量形成和品质提升。种子大小作为典型的复杂数量性状，受多基因协同调控且易受环境影响，传统单一组学研究手段在解析其遗传机制方面存在精度不足等问题，亟须发展高效、系统的研究策略。

该研究通过自主构建的高通量智能种子表型分析平台，对419份棉花自然群体材料进行精准表型测定，获取了种子长度、宽度、面积等多维表型数据，并通过基因型结合表型数据进行全基因组关联分析（GWAS），定位到显著区间，同时利用转录组共表达网络分析（WGCNA），鉴定到与种子大小相关的核心基因集。最终，成功锁定到关键调控基因GhCSS10，并通过功能验证证实其在棉花种子大小调控中的正向作用。进一步的代谢组分析表明，该基因通过调控种子发育过程中不同阶段的代谢调控变化发挥作用：在早期促进能量代谢和细胞扩展，在后期促进碳水化合物积累和籽粒充实，从而协同决定种子大小。研究结果不仅为棉花种子性状分子育种提供了新的关键基因资源和理论依据，也为多组学技术解析复杂农艺性状提供了重要参考，对推动棉花高产优质育种具有重要意义。

该研究获得了新疆维吾尔自治区重大科技专项、自然科学基金、新疆基因编辑与种质创新重点实验室等资助。中棉所赵如梦研究实习员、博士研究生刘乐和博士后郭豫灵为论文共同第一作者，杨作仁研究员和范李强助理研究员为共同通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2026.04.046

多组学解析棉花种子大小形成的分子机制