近日，郑州大学/中国科学院微生物研究所的吴家和与郑州大学的赵阁等在Journal of Cotton Research发表题为“Cross-regulation of secondary cell wall formation: a case study on MYB44 in cotton fibers”（次生细胞壁形成的交叉调控：以棉花纤维MYB44为例）的短评，系统综述了棉花次生细胞壁调控领域的突破性研究进展，阐释了由GhMYB44主导的新型四级“MYB–NAC–MYB–结构基因”调控级联通路。
GhMYB44互作蛋白复合物依次激活纤维发育相关关键下游基因，构建起1套高效的“起始—放大—执行”调控体系，该体系为锦葵科植物特有的适应性进化模块。本文同时探讨了当前研究存在的局限，并提出整合多组学技术与种质资源挖掘的后续研究策略。
棉花次生细胞壁生物合成调控机制研究新进展
植物次生细胞壁的功能可归纳为4大核心方面：机械支撑、物质运输、防御保护与能量储存（Zhang等，2018）。次生细胞壁厚度通常为初生细胞壁的数倍，主要由高结晶度纤维素、半纤维素和木质素组成，赋予植物良好的抗拉与抗压性能（Xu等，2023），使茎、木质部导管和纤维细胞能够支撑植物地上部分、抵抗风压，为植株直立生长提供机械支撑（Zhang等，2021）。
在木质部导管和管胞中，次生细胞壁形成环状、螺旋状或纹孔等样式的加厚结构，维持维管组织刚性、防止其塌陷，保障水分与矿质元素的长距离高效运输（Low等，2025）。木质素沉积可形成疏水屏障，抑制病原菌侵染与植食性昆虫取食，同时提高细胞对干旱、盐胁迫及机械损伤的耐受性，保护细胞壁及其内容物（Zhang等，2024）。
次生细胞壁占植物干重的40%以上，是陆地生态系统的重要碳汇，其多糖与木质素可为植食动物和微生物供能，维持全球碳循环（Lehmann等，2025）。此外，次生细胞壁决定植物原料的工业品质：例如棉纤维几乎由纯纤维素构成，其次生细胞壁特征显著影响纺织品品质（Qiao等，2025；Zhang等，2025）。
同样，木材、大麻、竹子的次生细胞壁组分可影响纸浆(5686, -32.00, -0.56%)得率、生物乙醇转化效率和生物复合材料性能，是生物基产业的重要原料（Cao等，2020）。综上，次生细胞壁既是植物的结构“骨架”与“输水管道”，也是碳封存与可持续利用的战略储备载体。
次生细胞壁的合成需要数百个基因在时空上协同调控（Hao等，2024）。植物中存在保守的NAC–MYB层级调控网络：顶层NAC转录因子（如SND1、NST1/2、VND6/7）作为一级主开关，直接激活下游MYB转录因子（如MYB46、MYB83）（图1）；后者进一步调控负责纤维素、半纤维素和木质素生物合成的结构基因，形成在不同物种间高度保守的“NAC–MYB–结构基因”三级调控框架（Hunziker等，2024；Xiong等，2025）。
棉纤维在伸长结束后沉积近乎纯的次生细胞壁纤维素（>90%），为解析这一高效调控系统提供了理想的单细胞模型。Hussain等（2026）近期在Jou...
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