與棉纖維發(fā)育相關(guān)的四個(gè)基因的克隆、表達(dá)特性與定位.pdf

1、棉花是世界上最重要的纖維作物和重要的油料作物之一。棉纖維是胚珠外層珠被上單個(gè)表皮細(xì)胞分化產(chǎn)生的，一根棉纖維細(xì)胞從開花后第零天(day post anthesis，DPA)到16 DPA可伸長(zhǎng)到2.5-3.0 cm，其伸長(zhǎng)不受細(xì)胞分裂的影響。因此棉花纖維發(fā)育相關(guān)基因的克隆既有巨大的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也有助于植物細(xì)胞發(fā)育以及纖維素合成分子機(jī)理的闡明。本研究應(yīng)用基因芯片的方法，利用陸地棉李氏無纖維突變體Li<,1>自交后代野生型Li<,1>和無纖

2、維突變體Li<,1>，有望獲得纖維伸長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)表達(dá)的基因，從而為闡述棉纖維細(xì)胞快速伸長(zhǎng)的機(jī)理打下基礎(chǔ)。 以開花后4天的李氏野生型Li<,1>和無纖維突變體Li<,1>胚珠纖維的復(fù)合體為探針，通過基因芯片的方法篩選優(yōu)質(zhì)材料7235棉纖維伸長(zhǎng)，次生壁加厚不同發(fā)育時(shí)期混合cDNA文庫(kù)，分離出四個(gè)cDNA序列。G019BllA全長(zhǎng)1502bp，ORF長(zhǎng)1170bp，編碼389個(gè)氨基酸，與其他植物中的查爾酮合成酶基因高度同源，故命名為Gh

3、CHS。G043Hll全長(zhǎng)1547 bD，ORF長(zhǎng)1182bp，編碼393個(gè)氨基酸，與S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因高度同源，故命名為GhSAMS。G026D08A全長(zhǎng)1418 bp，ORF長(zhǎng)11.58bp，編碼385個(gè)氨基酸，與結(jié)瘤素基因高度同源，故命名為GhNLP。G055HO6A全長(zhǎng)788 bp，ORF長(zhǎng)378bp，編碼125個(gè)氨基酸，與半胱氨酸蛋白酶抑制劑高度同源，故命名為GhCPI。 RT-PCR分析表明：開花后4天，G

4、hCHS，GhSAMS，GhNLP，GhCPI在陸地棉李氏野生型Li<,1>纖維中的表達(dá)量低于無纖維突變體Li<,1>。GhCHS為組成性表達(dá)。GhSAMS基因無論在在正常纖維野生型Li<,1>和無纖維突變體Li<,1>中ODPA的表達(dá)量均明顯高于纖維伸長(zhǎng)階段的其它時(shí)期。GhNLP基因在根、莖、葉中幾乎不表達(dá)，在正常纖維野生型Li<,1>的胚珠或纖維中表達(dá)量在ODPA明顯高于其他時(shí)期，從2DPA往后呈現(xiàn)一個(gè)緩慢上升的趨勢(shì)，10DPA時(shí)明

5、顯下降；無纖維突變體Li<,1>的胚珠或纖維中表達(dá)量隨發(fā)育時(shí)期的推后上升趨勢(shì)很明顯，但是到10DPA時(shí)又略有下降。GhCPI基因在正常纖維野生型Li<,1>和無纖維突變體Li<,1>的胚珠或纖維中ODPA，2DPA表達(dá)量較弱，之后各時(shí)期表達(dá)量高于纖維伸長(zhǎng)起始時(shí)期。 Southern雜交結(jié)果表明四個(gè)基因在陸地棉基因組中都存在兩個(gè)拷貝。 利用本實(shí)驗(yàn)室陸地棉遺傳標(biāo)準(zhǔn)系TM-1和海島棉海7124培育的140個(gè)BC<,1>作圖群體