棉花是全球重要经济作物，增加种子大小/重量是提高产量的潜在策略。ANT是拟南芥中调控器官发生的转录因子，但在陆地棉种子中的功能未知。通过表达模式分析、异源表达（拟南芥）和特异性表达（棉花胚珠）研究GhANT功能。

GhANT主要在胚珠中表达拟南芥中异源表达导致器官增大和种子变大，棉花胚珠特异性表达GhANT增加种子大小和产量，转录组分析显示细胞分裂相关基因上调

GhANT通过与细胞周期调控因子的分子联系，是提高棉花种子产量的潜在遗传资源。

1题目

文章题目：Special Regulation of GhANT in Ovules Increases the Size of Cotton Seeds

发文单位：西南大学农学与生物技术学院

2杂志

Genes；IF=2.8分

3链接

Liu, N.; Chen, Y.; Guan, Y.; Guan, G.; Yang, J.; Nie, F.; Ming, K.; Bai, W.; Luo, M.; Yan, X. Special Regulation of GhANT in Ovules Increases the Size of Cotton Seeds. Genes 2025, 16, 912. https://doi.org/10.3390/genes16080912

4检测方法

该研究采用了分子生物学、遗传学、细胞生物学和农学等多个领域的经典与现代技术，形成了一个完整、严谨的技术体系来验证科学假设。

5主要内容

5.1. GhANT基因特征与表达模式

研究发现GhANT编码681个氨基酸，与拟南芥AtANT有83%的相似性。系统发育分析显示其高度保守性：

表达分析表明GhANT在所有检测组织中均有表达，在幼茎中表达最高，在胚珠发育过程中持续表达，而在纤维发育过程中逐渐降低。原位杂交显示GhANT mRNA在2DPA胚珠中富集。亚细胞定位证实GhANT定位于细胞核，暗示其转录调控功能。

5.2. 功能验证实验

拟南芥异源表达

35S启动子驱动GhANT在拟南芥中表达导致种子显著增大：

棉花胚珠特异性表达

为避免35S组成型表达可能导致的育性问题，研究者采用胚珠特异性启动子TFM7驱动GhANT表达：

转基因棉花表现出显著的种子增大表型：

5.3. 田间试验结果

三年田间试验数据显示：

转基因株系单铃重和种子指数显著增加

铃数和每铃种子数无显著变化

纤维品质指标基本保持，部分株系纤维强度提高

证实特异性上调GhANT可提高种子产量而不影响其他农艺性状

5.4. 分子机制研究

转录组分析发现1652个差异表达基因，其中细胞周期控制通路显著富集。GhANT可能通过激活Cyclin-A1-1-like蛋白等细胞周期调控因子的表达促进细胞增殖：

扫描电镜观察证实转基因株系胚珠表皮细胞数量显著增加，而细胞大小无明显变化，说明GhANT主要通过增加细胞数量而非细胞扩张来增大器官。

6总结

6.1.基因功能：GhANT是棉花中调控种子发育的关键转录因子，通过促进细胞增殖增加种子大小。

6.2.应用价值：胚珠特异性表达GhANT可显著提高棉花种子产量（单铃重增加约17%，种子指数增加约11%），且不影响纤维品质和其他农艺性状。

6.3.分子机制：GhANT通过上调细胞周期相关基因（如Cyclin-A1-1-like蛋白）的表达促进细胞分裂，从而增加胚珠细胞数量。

6.4.育种意义：该研究为棉花分子育种提供了有价值的遗传资源和策略。