棉纖維初始發(fā)育相關(guān)基因及轉(zhuǎn)錄因子的克隆與鑒定.pdf

1、棉纖維是重要的紡織工業(yè)原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中占有重要的位置。棉花纖維實(shí)質(zhì)上是種皮毛，是由胚珠外珠被上的表皮細(xì)胞發(fā)育分化而成的一種單細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最長(zhǎng)的植物細(xì)胞。作為植物表皮毛發(fā)育伸長(zhǎng)研究的理想模式植物，科學(xué)家們一直致力于發(fā)現(xiàn)棉纖維發(fā)育的機(jī)理。纖維形成的起始期(表皮細(xì)胞突起)，決定著種皮細(xì)胞是否能發(fā)育成為纖維。研究認(rèn)為一類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子(如MYB基因)在這一時(shí)期起至關(guān)重要的作用。本研究利用棉纖維發(fā)育cDNA文庫(kù)和纖維突變體材料

2、進(jìn)行棉花起始發(fā)育相關(guān)基因及轉(zhuǎn)錄因子的克隆與鑒定，發(fā)掘與棉纖維發(fā)育相關(guān)的重要基因并闡述棉花中MYB基因的特征與作用。 1.對(duì)陸地棉新鄉(xiāng)小吉(無(wú)絨無(wú)絮)和新鄉(xiāng)小吉突變體(無(wú)絨有絮)開(kāi)花當(dāng)天的胚珠材料進(jìn)行mRNA差異顯示(DD-PCR)，分離到8條差異片段。 RT-PCR驗(yàn)證有兩條片段為陽(yáng)性，其中的一條在無(wú)纖維材料中不表達(dá)、有纖維的材料中表達(dá)，可能與纖維的發(fā)育有密切的關(guān)系。另一條差異片段經(jīng)過(guò)5’方向上的序列延伸后被預(yù)測(cè)為一個(gè)棉花細(xì)胞色

3、素P450基因。 2.篩選優(yōu)質(zhì)材料7235不同發(fā)育時(shí)期的棉纖維混合cDNA文庫(kù)，分離出三個(gè)轉(zhuǎn)錄因子基因，并進(jìn)行序列分析、蛋白功能預(yù)測(cè)和轉(zhuǎn)錄水平研究。GhTF1與MYB轉(zhuǎn)錄因子同源，GhTF2與編碼鋅指蛋白的轉(zhuǎn)錄因子同源，GhTF3與編碼bZIP的轉(zhuǎn)錄因子同源。利用72 35材料不同時(shí)期和組織進(jìn)行表達(dá)分析，結(jié)果顯示GhTF1與GhTF3是組成型表達(dá)基因；GhTF2在根、葉中不表達(dá)，莖和纖維材料中特異表達(dá)，表達(dá)量在纖維發(fā)育初期最高，

4、并隨著時(shí)間推移逐漸下降。 3.利用在Genebank中釋放的棉花MYB基因設(shè)計(jì)全長(zhǎng)ORF擴(kuò)增引物，在二倍體材料非洲棉、亞洲棉和雷蒙德氏棉中擴(kuò)增其序列，并進(jìn)行了序列差異分析和SNP研究，發(fā)現(xiàn)在基因編碼區(qū)中序列的變異不大且變異的位點(diǎn)上多數(shù)是發(fā)生了堿基的替換。利用亞洲棉根、莖、葉和不同纖維發(fā)育時(shí)期材料進(jìn)行的轉(zhuǎn)錄水平研究發(fā)現(xiàn)Ghmyb10、Ghmyb25、Ghmyb36是纖維特異表達(dá)基因，且都在纖維發(fā)育前期高表達(dá)。針對(duì)纖維突變體材料的基