植物病害严重影响作物产量和品质，对世界粮棉油安全和生态安全构成极大威胁。棉花是世界重要的经济作物和纺织工业原料，我国是世界上最大的棉花消费国和进口国，也是最大的原棉生产国，棉花产业事关国计民生，全产业链涉及上亿的棉农、产业工人从业，年产值约6万亿人民币。然而，棉花受到被称为棉花“癌症”的黄萎病的严重危害和威胁，黄萎病已成为我国棉花产业可持续发展的主要障碍之一。至今棉花主要栽培种陆地棉缺乏黄萎病抗源，生产上抗黄萎病品种匮乏，棉花抗黄萎病机制仍不清楚。
近日，河南大学生命科学学院/棉花生物学国家重点实验室蔡应繁教授团队与中国科学院东北地理与农业生态研究所李伟强研究员团队等合作在Plant Physiology上发表了题为“Strigolactones positively regulate Verticilliumwilt resistance in cotton through crosstalk with other hormone”的研究论文，揭示了新型植物激素独脚金内酯（SLs）调控棉花黄萎病抗性的新机制。
图.植物激素独脚金内酯（SLs）调控棉花黄萎病抗性的工作模型
该研究通过外施人工合成的独脚金内酯功能类似物rac-GR24和SLs合成抑制剂TIS108可以分别增强和降低棉花黄萎病抗性。进而通过棉花过表达转基因、基因沉默、分子互作及组学等技术，证实了SLs合成基因GbCCD7和GbCCD8b的过量表达增强了棉花黄萎病的抗性，同时其表达受到GbMYC2的抑制，由此形成了SLs-GbMYC2-GbCCD7/8b的负反馈调节环，从而精细调控棉花黄萎病的抗病性及激素间的稳态平衡，揭示了SLs与植物防御相关激素JA、SA和ABA之间的相互作用而正向调控棉花黄萎病抗性的新机制。
据报道，新型植物激素独脚金内酯（SLs）于1996年首次发现于棉花根分泌液中，近年来在水稻、拟南芥等植物发育和抗逆等方面取得了重大突破性成果。关于独脚金内酯生物学功能的研究已成为植物学界研究的热点。然而，在棉花中的研究反而罕见报道。蔡应繁教授团队首次在棉花中开展了新型激素独脚金内酯在棉花株型发育及抗黄萎病等研究，已发表相关的多篇一、二区等SCI论文。
近年来河南大学蔡应繁教授团队与国内外相关团队合作，先后在Plant Biotechnology Journal（2020，与河南大学张骁教授、中国农科院棉花研究所刘方研究员等团队合作）, Plant Physiology（2022,2023分别与中棉所袁有禄研究员团队、中科院东北地理与生态所李伟强研究员及美国德州理工大学Lam-Son Phan Tran教授合作）, Journal of Agricultural and Food Chemistry，Crop Journal等中科院一区杂志发表系列文章，揭示了棉花抗黄萎病、腺体形成、株型发育等遗传及表观遗传新机制，并解码了种子可食（饲）用（无腺体无棉酚）而植株有腺体（有棉酚）而高抗黄萎病的棉花二倍体重要野生种资源澳洲棉基因组。
该研究得到了国家重点研发计划(No. 2022YFD1200303)、中国科学院战略重点研究项目(Grant No. XDA28110100)和国家自然科学基金(NSFC grant No. 32070262，31571724，U1704104)、河南大学交叉学科高等研究院、河南大学双一流学科建设项目的资助。
Plant Physiology，美国《植物生理学》，5年影响因子9.115，中科院一区TOP期刊，创办于1926年，是国际植物学领域植物学前沿TOP权威经典期刊之一（https://academic.oup.com/plphys/pages/about）。
全文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad053
