棉纤维是胚珠外珠被的表皮细胞分化而成的单细胞，其发育一般分为四个独立而又重叠的时期:起始期、伸长期、次生壁合成期和成熟期。棉花纤维品质形成与各个时期的发育密切相关。分离、鉴定棉纤维发育相关基因，分析其在纤维发育及品质形成中的功能具有重要的理论意义和应用价值。棉花纤维细胞能以极快的速度伸长并且具有相对简单的次生壁组成成分，被认为是研究植物细胞伸长和次生壁合成的理想模式体系。　　本文从陆地棉中分离鉴定了纤维发育相关基因WLIM1a，该基因编码一个LIM结构域蛋白。利用生物化学、分子细胞生物学及遗传学方法对WLIM1a的细胞内功能及其作用机制进行了分析，结果表明:该基因在棉花纤维伸长期和次生壁合成期优势表达;其在棉花中过量表达能够促进纤维细胞的伸长，并且导致形成的细胞壁薄而致密。机理研究发现，WLIM1a蛋白具有双重功能:一方面能够作为微丝骨架结合/成束蛋白促进细胞内的微丝成束，参与纤维细胞的伸长;另一方面又能作为转录因子，结合PAL-box DNA序列，调节4CL1，CCR1和CAD1等基因的表达，参与细胞中木质素的合成。WLIM1a含有两个LIM结构域，二者对微丝骨架和DNA具有不同的亲和性，分别执行上述两种功能。WLIM1a的亚细胞分布随着纤维细胞的发育进程发生变化:在纤维伸长期，主要定位于细胞质中，发挥微丝骨架成束蛋白作用;当细胞进入次生壁合成期，WLIM1a响应ROS迸发，移位于细胞核中，发挥转录因子的功能，促进木质素合成相关基因的表达。上述实验结果表明WLIM1a在纤维伸长期和次生壁合成期具有双重生理功能。棉花是世界上最重要的天然纤维作物。棉花纤维的长度、强度、细度和成熟度等性状是决定棉花纤维品质的重要指标，同步改良这些性状是当前棉花育种中的瓶颈问题。本研究发现WLIM1a在伸长期的功能与纤维细胞的长度品质密切相关，而在次生壁合成期的功能则是决定纤维强度和细度的重要因素之一。因此，WLIM1a具有重要的应用前景。