近日，中国农业科学院生物技术所棉花生物技术设计育种团队鉴定到控制棉花表皮毛密度的关键基因HIC，并详细阐述了其在调控表皮毛密度方面的分子机制，证明增加表皮毛密度能显著减少蚜虫的取食损伤，为毛状体发育及蚜虫防治提供了新的理论支持。相关研究成果以“Natural variation at the cotton HIC locus increases trichomedensity and enhances resistance to aphids”为题发表在植物科学TOP期刊《植物杂志（The Plant Journal）》。

表皮毛不仅是研究植物细胞发育的理想模型，还是作物对抗蚜虫等生物胁迫的重要物理屏障。然而，对其发育调控机制的了解仍较为有限。该研究筛选定到一表皮毛密度显著增加的陆地棉材料hirsute cotton，通过构建大规模F2遗传群体，利用图位克隆方法，确定了控制棉花表皮毛增多的关键基因HIC。HIC通过直接结合并激活GhEXPA2基因的启动子，调控表皮毛的发育起始和数量。进一步研究表明，HIC基因启动子-810bp处的A到C突变导致TFmatrixID_0123元件功能丧失，使得负调控因子GhTEMx无法结合，从而引发hirsute cotton的多毛表型。值得注意的是，尽管海岛棉中HIC基因启动子也发生了相同的突变，但由于编码区Retrotransposon的插入导致基因功能异常，叶片表现出少毛表型。hirsute cotton中表皮毛数量和分支的增加，有效降低了蚜虫的趋向性和取食损伤。

该研究获得了国家重点研发计划（2023YFF1000103）、科技创新2030重大项目（2023ZD04039-03-3）和国家自然科学基金（32072115）等资助。生物技术研究所的王雅楠博士（已出站博士后）、博士生周琪和硕士生张继龙共同担任论文的第一作者，梁成真研究员和张锐研究员为论文的共同通讯作者。

原文链接：http://doi: 10.1111/tpj.17050

图示： HIC调控表皮毛密度和抗蚜虫的工作模型