2025年11月3日，中国农业科学院棉花研究所多个团队合作利用多组学数据首次系统解析棉花胚珠发育早期代谢网络与调控基因的动态互作机制，揭示了MYB基因家族在陆地棉驯化过程中的调控枢纽作用，并构建了高质量棉籽和棉纤维代谢物数据库，为棉花分子设计育种与下游加工产业升级提供“理论+数据”双支撑。相关研究成果以“Integrated metabolomic and transcriptomic analyses identify MYB genes regulating key metabolites and agronomic traits in upland cotton （Gossypium hirsutum）”为题在线发表在国际专业期刊《自然·遗传学（Nature Genetics）》上。

棉花作为全球重要的纤维作物，其纤维品质、产量形成机制及棉籽加工价值挖掘一直是科研界与产业界的双重攻关重点。在棉花的胚珠和纤维发育的早期阶段，基因的整体表达活性显著增强，对纤维细胞的启动和伸长、棉籽的发育等重要生物过程至关重要。

该研究通过对403份陆地棉种质资源开花后5天的胚珠进行多组学整合分析，共鉴定出2960个代谢数量性状位点和24485个表达数量性状位点，构建了目前棉花领域最全面的“变异组－转录组－代谢组－表型组”数据库。同时，该研究系统收录棉籽发育早期关键代谢物信息，形成可直接服务于加工产业的棉籽代谢物数据库，为解析棉籽油脂、蛋白及功能活性成分的合成机制提供精准数据参考。该研究还首次发现位于A07染色体上的关键位点ME_A07，可同时影响252种已知代谢物和4293个基因的表达。其中，MYB家族基因GhTT2_A07被证实为该位点的核心调控因子，可能受一个520Kb的倒位结构变异调控。该基因广泛调控初级和次级代谢物的生物合成，显著影响纤维品质和产量性状；另一个位于A06染色体上的MYB基因GhPAR则主要调控原花青素含量，可能与棉花的生态适应性有关。这两个MYB同源基因既存在功能重叠，又具有表达时空特异性，分别通过调控类黄酮、植物激素等代谢通路，显著影响纤维长度、衣分和颜色，共同塑造了棉纤维发育过程中的代谢流和最终表型形成。研究结果为解析棉花纤维产量品质形成的代谢基础提供了新视角，也为棉花分子育种提供了重要基因资源和多组学数据支撑。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、新疆科技重大专项、中国农业科学院青年创新计划、河南省自然科学基金及中国农业科学院科技创新工程等项目联合资助。中棉所为第一单位和通讯单位，共同参加单位包括安阳工学院、中国农业科学院南繁研究院、郑州大学农学院、郑州大学国家超级计算郑州中心和河南大学。中棉所杜雄明研究员、马磊研究员、何守朴研究员和崔金杰研究员为共同通讯作者，中棉所已毕业博士张小萌、助理研究员田新权和副研究员高雪珂为论文共同第一作者。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-025-02363-3

GhPAR和GhTT2_A07通过调节基因表达和代谢物丰度影响棉花农艺表型的模式图