定向改良果枝夹角对于棉花机采适宜性和密植增产具有重要意义。近日，华中农业大学棉花遗传改良团队联合自治区农业科学院生物育种实验室在在国际学术期刊《plant communications》（IF=11.6）发表了题为“The GATA5–GhFBA1_At–KNAT7 module regulates fruit branch angle and high-density yield by controlling cell expansion and cell wall thickness in cotton”的研究论文。该研究成功地从四倍体野生棉种黄褐棉中克隆了调控棉花果枝夹角的主效基因GhFBA1_At，系统揭示了其调控棉花果枝夹角的分子机制，并创制了株型紧凑且高产的棉花新种质。

研究人员利用以陆地棉为遗传背景的黄褐棉渐渗系群体，通过全基因组关联分析和图位克隆，成功鉴定到控制棉花果枝夹角的主效基因GhFBA1_At。进一步研究发现，上游光响应转录因子GATA5可直接结合GhFBA1_At启动子并激活其表达。GhFBA1_At蛋白进入细胞核后，与细胞壁合成关键转录因子KNAT7发生物理互作，并抑制KNAT7的蛋白积累。KNAT7蛋白丰度下降会减弱其对下游靶基因IRX9的转录激活，从而抑制半纤维素合成，促进细胞扩张并降低细胞壁厚度，最终导致棉花果枝夹角增大。

此外，研究人员鉴定到导致GhFBA1_At功能丧失的大片段缺失变异，该变异为野生棉种黄褐棉所特有，可用于定向改良棉花的株型结构，实现密植增产。田间密度试验进一步证实，在较高种植密度下，GhFBA1_At敲除株系的产量显著高于野生型。

华中农业大学林忠旭教授和自治区农业科学院生物育种实验室杨洋副研究员为论文共同通讯作者。本研究得到了新疆人才发展基金张献龙院士工作站、国家自然科学基金、自治区农业科学院自主培育项目等多个项目的支持。