Functional analysis of thaumatin-like protein involved in fiber secondary cell wall synthesis through genetic transformation of.pdf

1、反向遺傳學(xué)是基因功能驗(yàn)證的一個(gè)強(qiáng)有力工具。反向遺傳學(xué)研究是從序列開始,可以通過其對(duì)器官發(fā)育和性能的影響來分析基因的功能。目的基因可以通過轉(zhuǎn)基因重組技術(shù)整合到受體基因組上來闡明它在各種條件下的功能。通過基因組重組技術(shù),目的基因可以插入到不同的物種甚至物界。
　　 我們實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)從海島棉纖維中分離了兩個(gè)甜蛋白類似蛋白(GbTLP1和GbTLP2)cDNAs(Tu et al.,2007)。這兩個(gè)cDNAs(GenBank DQ912

2、960,DQ912961)蛋白序列具有97％的一致性。在本研究中,通過超表達(dá)技術(shù)(CaMV35S)將GbTLP1cDNA全長(zhǎng)轉(zhuǎn)化棉花和煙草驗(yàn)證了該基因的功能。GbTLP1 cDNA有966bp,ORF(open reading frame)735bp,編碼244氨基酸。同時(shí)我們分別根據(jù)GbTLP1和GbTLP2序列構(gòu)建了RNA干涉載體轉(zhuǎn)化棉花。以下是本研究得到的主要研究結(jié)果:
　　 1.表達(dá)模式研究表明GbTLP1主要在棉花(G

3、ossypium hirsutum和Gossypiumbarbadence)開花后20-25天纖維高峰度表達(dá),在其他非纖維組織及纖維發(fā)育的其他時(shí)期表達(dá)量很低。這個(gè)結(jié)果表明該基因可能對(duì)細(xì)胞次生壁發(fā)育和增厚有著重要的作用。
　　 2.GbTtP1在細(xì)胞壁增厚過程中的作用可能預(yù)示其在抵抗真菌入侵方面有重要作用。因此本研究通過轉(zhuǎn)基因煙草驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)。轉(zhuǎn)基因煙草通過Southern雜交驗(yàn)證后,進(jìn)行了GbTLP1的表達(dá)分析(RT-PCR和q

4、RT-PCR)。同時(shí)有目的基因插入但不表達(dá)的煙草植株作為陰性對(duì)照進(jìn)行了后續(xù)研究。研究表明GbTLP1持續(xù)高表達(dá)的煙草對(duì)黃萎病菌Vertidllium dahliae有很強(qiáng)的抗性。這個(gè)結(jié)果暗示GbTLP1可以用于黃萎病的防治。
　　 3.GbTIP1的轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)枯萎病的抗性(Fusafium oxysporum)也有很大提高,并對(duì)其他非生物逆境如鹽脅迫和干旱等的抗性也有所提高。其通過避免脂質(zhì)的過氧化來提高抗旱能力。在轉(zhuǎn)基因植物中

5、Na+含量降低而K+含量增加,這可能是對(duì)鹽脅迫抗性增加的因?yàn)椤?br>　　 4.我們?cè)诿藁ㄖ谐磉_(dá)及抑制其表達(dá)來進(jìn)一步研究該基因的功能。轉(zhuǎn)基因棉花通過自交已經(jīng)得到T2植株。目前正種植在實(shí)驗(yàn)田。轉(zhuǎn)基因棉花T1植株纖維品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表明無論是超表達(dá)還是RNAi,其纖維品質(zhì)都變差了。
　　 5.轉(zhuǎn)基因煙草及超表達(dá)和RNAi的棉花其形態(tài)都沒有明顯的變化,這表明將該基因用于基因工程是比較安全和有效的。
　　 甜蛋白類似蛋白是抗病相