苧麻纖維發(fā)育規(guī)律及相關(guān)基因表達(dá)模式研究.pdf

1、苧麻是我國(guó)特有的纖維作物，苧麻纖維制品具有輕盈、透氣、防霉等許多優(yōu)良的品質(zhì)，在紡織工業(yè)中占據(jù)重要地位。然而，由于抗皺性差和織物刺癢感等原因，使得苧麻纖維在其產(chǎn)品內(nèi)銷(xiāo)上受到諸多限制。解決這些問(wèn)題的前提條件之一是對(duì)苧麻的纖維發(fā)育規(guī)律和機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究，前人主要從生理及細(xì)胞水平開(kāi)展了較為系統(tǒng)的研究，而關(guān)于纖維發(fā)育的分子機(jī)理較少報(bào)道。本研究選用“大葉綠”、“華苧5號(hào)”、“1504”三個(gè)品種結(jié)合生理、細(xì)胞水平和分子水平兩個(gè)方面研究苧麻纖維發(fā)育的規(guī)

2、律，一是對(duì)苧麻生長(zhǎng)發(fā)育不同時(shí)期纖維細(xì)胞發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行顯微觀(guān)察，研究在纖維發(fā)育過(guò)程中纖維組分含量的變化;二是研究與纖維組分合成相關(guān)基因在苧麻纖維發(fā)育不同時(shí)期的表達(dá)模式。以期通過(guò)兩方面的研究探索苧麻纖維發(fā)育的一般規(guī)律，為進(jìn)一步調(diào)控纖維發(fā)育、提高纖維品質(zhì)提供理論依據(jù)，并初步為從分子生物學(xué)水平解析發(fā)育機(jī)理提供參考。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.苧麻韌皮纖維發(fā)育主要經(jīng)歷纖維細(xì)胞起始分化、細(xì)胞伸長(zhǎng)、次生壁加厚三個(gè)階段。同一部位纖維層厚

3、度隨著纖維發(fā)育不斷增加，三個(gè)品種各時(shí)期反映纖維細(xì)胞數(shù)量的纖維層數(shù)均沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明苧麻韌皮纖維層在發(fā)育早期已經(jīng)形成了一定數(shù)量的纖維細(xì)胞，纖維層厚度增加是細(xì)胞變大及次生壁不斷加厚的結(jié)果。各時(shí)期“1504”纖維層厚度/纖維層數(shù)顯著低于“大葉綠”與“華苧5號(hào)”，該結(jié)果與“1504”成熟纖維品質(zhì)性狀纖維直徑也顯著低于“大葉綠”與“華苧5號(hào)”具有一致性。初步得到纖維發(fā)育早期對(duì)纖維品質(zhì)的影響更加重要的結(jié)論。
　　2.隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，苧麻

4、莖桿同一部位的纖維組分中纖維素、木質(zhì)素含量增加，果膠、半纖維素含量下降;各時(shí)期均是纖維素含量最高，木質(zhì)素含量最低。三個(gè)品種各組分含量存在差異，成熟纖維中“華苧5號(hào)”與“1504”纖維素含量顯著高于“大葉綠”;“華苧5號(hào)”半纖維素含量顯著低于“1504”與“大葉綠”;“大葉綠”果膠含量最高，“華苧5號(hào)”最低，且三者之間差異顯著;“大葉綠”木質(zhì)素含量顯著高于“華苧5號(hào)”與“1504”。三個(gè)品種成熟纖維各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)存在差異，“大葉綠”含膠率最

5、高，“1504”最低;“大葉綠”、“華苧5號(hào)”斷裂強(qiáng)力顯著高于“1504”;“大葉綠”斷裂伸長(zhǎng)率最高，“1504”最低;“大葉綠”、“華苧5號(hào)”纖維直徑顯著高于“1504”。該項(xiàng)結(jié)果表明，不同品種纖維各化學(xué)組分的含量對(duì)纖維品質(zhì)的影響，并不是由某一個(gè)組分單一決定的，可能與各組分的含量比例以及在不同品種內(nèi)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
　　3.對(duì)纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素等與纖維發(fā)育相關(guān)的基因進(jìn)行表達(dá)模式研究，結(jié)果表明這些基因在苧麻纖維發(fā)育時(shí)期莖桿

6、不同部位均有表達(dá)，但表達(dá)水平存在差異。CesA基因家族成員、UGPase基因家族成員以及UGlcAE基因均在二麻苗期出現(xiàn)相對(duì)表達(dá)峰值，GalAT基因家族成員均在頭麻旺長(zhǎng)前期出現(xiàn)相對(duì)表達(dá)峰值。分析各基因間在不同時(shí)期不同部位表達(dá)相關(guān)性結(jié)果顯示，CesA1、CesA2、 CesA6;CesA3、 CesA4、CesA7、CesA8; GalAT1、GalAT2、GalAT6、GalAT7; COMT2、COMT3;PAL1、PAL3基因間相關(guān)