近日，中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队杨作仁研究员系统解析了蛋白激酶GhBIN2通过磷酸化级联反应负调控棉花纤维伸长的调控网络和分子机制，为棉花纤维品质改良提供了新靶点。相关研究成果以“Mapping the Phosphorylation Regulatory Network of Single-celled Fiber Elongation Mediated by GhBIN2 in Cotton”为题发表在国际著名植物学期刊《植物生物技术杂志（Plant Biotechnology Journal）》（中科院一区TOP期刊，IF=10.5）上。

蛋白质磷酸化是一种普遍存在的翻译后修饰，对细胞信号转导和代谢调节至关重要。油菜素内酯是一类重要的植物激素，主要通过蛋白激酶介导的磷酸化级联传递信号。然而，对油菜素内酯信号通路中磷酸化介导纤维伸长调控网络仍不清楚。

该研究利用棉纤维这一独特的细长单细胞模型系统，在细胞水平上绘制了GhBIN2介导的磷酸化调控网络，阐明了棉纤维发育过程中磷酸化的机制。该研究明确了GhBIN2对棉纤维伸长负调控作用，并利用高通量4D-fastDIA定量磷酸化蛋白质组学技术系统鉴定了陆地棉花中GhBIN2介导的差异磷酸化蛋白，探讨了棉纤维伸长过程中磷酸化的调控机制。通过整合4D-fastDIA定量磷酸化/蛋白质组学数据，研究揭示了GhBIN2介导的磷酸化对功能蛋白丰度的直接影响，并建立了棉纤维伸长的综合磷酸化调控网络。进一步机制研究明确了GhBIN2与底物GhIQD14相互作用，并通过磷酸化增加其丰度，负调控纤维伸长。研究结果深入解析了棉纤维伸长过程中油菜素内酯信号通路的分子机制，为理解蛋白磷酸化在植物细胞伸长过程中的调控作用提供了新见解和理论支撑。

中棉所杨作仁研究员和华中农业大学金双侠教授为通讯作者，李付广研究员对本研究提供了指导，中棉所和华中农业大学联合培养博士研究生刘乐，中棉所博士研究生于孟丽和郑州大学农学院硕士生王龙飞为论文共同第一作者，该研究获得国家重点研发计划、新疆维吾尔自治区重大科技专项等项目资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.70311

GhBIN2磷酸化介导的单细胞棉纤维伸长调控模型