原標(biāo)題：華中農(nóng)大學(xué)者巧用基因“開關(guān)”調(diào)控 讓機(jī)采棉“精準(zhǔn)落葉”實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)

棉花機(jī)械化采收時(shí)，葉片殘留易造成纖維污染，如何讓棉花“精準(zhǔn)落葉”又同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)？近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張獻(xiàn)龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)期刊《分子植物》發(fā)表重要成果。該研究首次揭示棉花化學(xué)脫葉的分子機(jī)制，并培育出“用藥少、脫葉快、產(chǎn)量穩(wěn)”的新種質(zhì)，為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)。

棉花機(jī)械化采收是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向，在棉花機(jī)械化采收前往往通過化學(xué)脫葉劑誘導(dǎo)葉片脫落。雖然化學(xué)脫葉技術(shù)在棉花產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，然而目前生產(chǎn)上的多數(shù)品種對脫葉劑不敏感，噴施脫葉劑后葉片干枯不脫落，易造成機(jī)采時(shí)含雜率高。如何實(shí)現(xiàn)棉花的高效落葉，成為世界棉花主產(chǎn)國共同面臨的難題。

張獻(xiàn)龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)通過研究攻關(guān)，巧妙地利用基因“開關(guān)”來調(diào)控落葉，破解棉花落葉不暢的難題。研究人員發(fā)現(xiàn)，棉花葉柄基部有一處“脫落區(qū)”，噴施脫葉劑后，該區(qū)域會形成兩類特殊細(xì)胞促使葉片脫落。他們鎖定關(guān)鍵基因GhRLF1，它能分解葉片中的“保葉激素”（細(xì)胞分裂素），觸發(fā)落葉信號，激活后脫葉率可達(dá)95%。然而，若該基因在棉鈴中過量表達(dá)會干擾發(fā)育導(dǎo)致減產(chǎn)。為此，團(tuán)隊(duì)篩選出“精準(zhǔn)開關(guān)”proGhPER21啟動子——僅在葉片脫落區(qū)被脫葉劑激活，棉鈴中則“休眠”。

通過分子設(shè)計(jì)，該團(tuán)隊(duì)將proGhPER21與GhRLF1結(jié)合，創(chuàng)制出新型棉花種質(zhì)。田間試驗(yàn)顯示，噴施脫葉劑后，新種質(zhì)葉片脫落率顯著提升，且棉鈴數(shù)量、產(chǎn)量與正常植株無異。對比試驗(yàn)表明，僅用70%藥量即可達(dá)到傳統(tǒng)方法全劑量效果，既減少藥劑浪費(fèi)，又破解“‘脫葉’與‘穩(wěn)產(chǎn)’難兩全”的產(chǎn)業(yè)瓶頸。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊細(xì)燕教授介紹，該研究成果突破了三大難題——發(fā)現(xiàn)落葉新機(jī)制、創(chuàng)制基因精準(zhǔn)調(diào)控工具、實(shí)現(xiàn)減藥穩(wěn)產(chǎn)，推動我國機(jī)采棉從“經(jīng)驗(yàn)施藥”轉(zhuǎn)向“智能調(diào)控”。目前，團(tuán)隊(duì)正優(yōu)化技術(shù)，力爭藥劑“零浪費(fèi)”，希望這項(xiàng)“湖北智慧”為全球農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供新方案。（記者韓曉玲、通訊員張冰、蔣朝常）