近日，郑州大学李付广团队在The Crop Journal在线发表了题为“GhMYB2-activated GhADC2 interacts with GhBCCP1 to regulate cotton fiber development”的研究论文。该研究聚焦多胺生物合成途径中的关键限速酶——精氨酸脱羧酶（arginine decarboxylase，ADC），从遗传功能、转录调控及蛋白互作等层面系统解析了棉花 GhADC2在纤维发育中的作用机制，为深入理解棉纤维伸长的分子调控过程以及纤维品质改良提供了新的理论依据和候选基因资源。

研究人员通过遗传关系分析发现，GhADC2过表达植株的纤维伸长显著增强，而RNAi抑制GhADC2表达则导致纤维长度明显降低，表明GhADC2在棉纤维伸长过程中发挥正向调控作用。进一步的分子机制分析显示，转录因子GhMYB2能够激活GhADC2启动子的转录活性，提示GhADC2受GhMYB2的转录调控。亚细胞定位结果表明，GhADC2主要定位于细胞核，该定位特征不同于部分已报道定位于叶绿体的 ADC 蛋白，提示 GhADC2在棉纤维细胞中可能具有不同于经典 ADC 的作用方式（图1）。 

图1 预测的GhMYB2结合位点及GhADC2的亚细胞定位

通过酵母文库筛选，研究鉴定到GhADC2可与GhBCCP1发生相互作用（图2）。GhBCCP1是一种定位于细胞核的蛋白，参与乙酰辅酶A转化为马隆酸辅酶A的催化过程，与植物代谢调控密切相关。GhADC2与GhBCCP1的互作，为多胺代谢与碳代谢在棉纤维发育中的协同作用提供了新的分子线索。同时，代谢组学分析显示，在GhADC2过表达和RNAi材料中，色氨酸代谢和黄酮生物合成等通路显著富集，提示GhADC2可能通过影响多胺相关代谢网络，并与多种代谢途径协同作用，从而参与棉纤维伸长过程的调控。

图2 GhADC2互作蛋白的筛选与验证

综合上述结果，研究提出GhMYB2、GhADC2与GhBCCP1可能共同构成一个调控模块，参与棉纤维发育过程中转录调控与代谢调控的协同作用（图3）。该研究加深了对棉纤维发育分子机制的认识，并为棉花纤维品质改良和分子育种研究提供了新的理论依据和基因资源。

图3 GhADC2正调控棉花纤维的伸长