近日，Plant Communications以封面文章发表了河南大学宋纯鹏教授团队-邹长松教授课题组题为“Harnessing the acid growth theory to optimize apoplastic acidification for enhancing cotton fiber elongation”的研究成果。

围绕棉纤维快速伸长是否遵循酸生长理论和通过调控该机制是否可改良棉纤维品质这两个科学问题，研究团队开展了系列研究。通过基因组学、生理学和遗传学分析发现，棉纤维细胞质外体酸化不足抑制了细胞壁的松弛，从而限制了纤维细胞伸长；值得注意的是，过度酸化同样抑制纤维生长，表明“最优酸化范围”是细胞伸长的必要条件，揭示了在棉花进化过程中酸生长对纤维发育发挥重要作用（图1）。以此为基础，通过对棉纤维细胞质外体酸化进行时空精准调控，可有效提高纤维伸长阶段的质外体酸化，实现了在不影响种子发育和其他农艺性状的前提下，显著提高棉纤维长度（增长3~4毫米）。

图1 质外体酸化调控棉纤维细胞伸长的作用机制

本研究由河南大学生命科学学院/棉花生物育种与综合利用全国重点实验室邹长松教授、李志芳教授和宋纯鹏教授共同担任通讯作者，博士研究生李成、Roshan Zameer和刘雷迪为共同第一作者。