近日，中国农业科学院棉花研究所联合多家单位，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，并揭示了一种独特基因——MYB基因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，相关成果以论文形式于北京时间11月3日发表在国际期刊《自然·遗传学》上。

据了解，作为全球最重要的纤维作物，棉花纤维品质、产量形成机制及棉籽加工价值挖掘长期是科研界与产业界的双重攻关重点。而理解棉花早期胚胎发育的复杂过程，对于揭示其细胞分化和器官形成机制意义重大。科学家发现，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，这一过程对纤维细胞的启动和伸长、棉籽营养成分的积累等重要生物过程都至关重要，亟待进一步解析。

本次研究采用大样本多维度组学分析策略，瞄准棉纤维和棉籽发育的关键阶段，对403份陆地棉种质资源开花后5天的胚珠进行了深度测序与整合分析，成功鉴定出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。

基于海量的代谢组数据，该研究系统收录棉籽发育早期关键代谢物信息，结合成熟种子的营养评价，可形成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。该研究还发现A07染色体上的关键基因调控位点ME_A07，与棉花252种已知代谢物与4293个基因的表达存在显著关联，暗示其潜在的调控规模与广度。大规模种质资源群体分析还表明，ME_A07位点在陆地棉驯化过程中扮演重要作用。

本次研究成果通过棉籽代谢物数据库的构建与应用，为定向改良棉籽加工品质提供了明确基因靶点，为棉籽高值化资源利用提供理论和数据支撑，推动棉花产业从育种到加工的全链条精准升级。