来自北京大学生命科学学院、加拿大麦吉尔大学（McGill University）以及中国农业科学院的研究人员在棉花等线性伸长细胞的生长发育机制研究方面取得了新突破。这一研究成果发表于《分子与细胞蛋白质组学》（Molecular & Cellular Proteomics, MCP）杂志上（Pang et al., MCP, 2010）。

领导这项研究的是北京大学生命科学学院蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室的朱玉贤教授。他于1989年在美国康奈尔大学植物科学系获得博士学位，1991年回国后一直在北京大学生命科学学院工作。

朱玉贤教授课题组的主要研究方向之一是棉纤维细胞伸长机制。他们在2006年发现了乙烯在棉花纤维细胞伸长过程中的主导作用（Shi et al., Plant Cell 18: 651-664），2007年又发现超长链脂肪酸位于乙烯信号上游，在转录水平调控乙烯生物合成，从而影响棉纤维伸长（Qin et al., Plant Cell 19: 3692-3704）。

在这篇最新的文章中，研究人员通过比较野生型和无长绒、无短绒突变体棉花胚珠的蛋白质组学数据发现，核苷糖合成途径在棉纤维快速伸长期最显著上调，而植物激素乙烯可能通过促进植物细胞初生壁中果胶的生物合成来调控纤维等具有线性伸长机制的细胞生长。这是有关棉花等线性伸长细胞生长发育机制研究中的又一重要贡献。

朱玉贤教授课题组曾以陆地棉徐州142和它的无长绒无短绒突变体（fuzzless-lintless, fl）为实验材料，建立大规模功能基因筛选与分离克隆的新体系，并建立了广泛的植物功能基因组学研究、高通量基因组信息分析和大规模基因功能分析的技术平台。他们已建成目前为止世界上规模最大的含有29,000多个棉花cDNA的基因芯片，并利用该芯片分离和克隆了一批在纤维突起、特别是伸长阶段特异性表达的棉花基因。

他们的研究发现，乙烯合成是纤维伸长过程中最显著上调的代谢途径。研究人员还筛选了13个钙调蛋白依赖型蛋白激酶基因，发现钙调蛋白依赖型蛋白激酶抑制剂TFP可以抑制纤维细胞的伸长，而乙烯不能恢复这种抑制作用，表明CDPK介导的钙信号通路可能位于乙烯信号下游。此外，发现GhAPX1基因受H₂O₂和乙烯的调控，外加H₂O₂能够促进纤维伸长，而乙烯能促进内源H₂O₂的释放，表明乙烯可能通过CDPK激活NADPH氧化酶，释放活性氧，促进纤维伸长。

除此之外，研究人员克隆并鉴定了10个VLCFA延伸酶基因，研究了棉花VLCFA合成途径关键酶GhKCR和GhKCS的功能，发现VLCFA能够显著促进棉纤维伸长并诱导ACO基因高表达，促进乙烯释放。外源施加VLCFA抑制剂ACE能抑制纤维细胞的伸长和内源乙烯的释放。ACE的抑制作用可以被乙烯所恢复，但VLCFA不能恢复AVG的抑制作用。