植物株型（株高）矮化的成功改良成就了上世纪第一次绿色革命的辉煌，解决了世界上亿万人民的饥饿和贫困。后基因组时代组学技术与分子生物学技术正在孕育第二次绿色革命，理想株型的塑造将给植物（作物）生产带来前所未有的机遇和崭新的革命性变化。

        2016年3月17日，河南大学棉花生物学国家重点实验室以蔡应繁(Yingfan Cai)教授和宋纯鹏(Chunpeng Song)教授为通讯作者的科研团队（博士生孙全，Quan Sun，为第一作者），并与中国农业科学院棉花研究所杜雄明研究员（共同第一作者）共同协作，在Nature子刊Scientific Reports发表了 “To Be a Flower or Fruiting Branch: Insights Revealed by mRNA and Small RNA Transcriptomes from Different Cotton Developmental Stages”的论文，在棉花株型分枝发育分子机制研究方面取得重要进展。

        棉花等植物株型（包括果枝分枝和开花模式）是直接影响植物光能利用效率、产量、机械化收获和种植成本的最重要的性状。正是由于至今棉花尚未有适应全程机械化种植与收获的理想株型，导致我国黄河流域、长江流域棉区的棉花种植面积锐减。如何解析棉花株型及分枝发育分子机制成为攻克这一难题的关键。

        该团队以中国农业科学院棉花研究所新近发表的陆地棉全基因组信息为参考背景，利用四倍体栽培种陆地棉和海岛棉无分枝的突变体（零式果枝）和普通分枝（二式果枝）的两种株型共4个品种（系）材料，选取苗期、现蕾前期、现蕾期三个发育时期的茎尖材料开展了这两种果枝类型材料的转录组学mRNA和Small RNA的联合分析与系列研究，获得了在现蕾前期特异及优势表达的基因及miRNAs。有趣的是，无论海岛棉还是陆地棉，在现蕾前期均主要富集了系列转录因子，并且这些转录因子主要与分枝和开花诱导密切相关。同时分析了相关miRNAs调控的靶基因。该研究首次在陆地棉和海岛棉中发现了分枝发育调控起关键作用的BRANCHED1 (BRC1) 等基因，研究认为棉花中果枝发育调控的分子途径与拟南芥类似，但在海岛棉和陆地棉中存在花蕾发育调控途径的多样性。结果表明，棉花果枝发育与开花诱导形成紧密相关的调控网络，同时受到植物激素如生长素和生物钟基因调控。该研究对棉花果枝和花发育分子机制的揭示为选育适应全程机械化的理想株型的棉花分子育种提供了重要的分子依据。

论文链接：

www.nature.com/articles/srep23212