海島棉纖維發(fā)育EST表達譜分析及脂轉(zhuǎn)移蛋白基因的結(jié)構(gòu)特征分析.pdf

1、棉花纖維是紡織工業(yè)的重要原料,在國民經(jīng)濟中占有重要地位.棉花纖維的發(fā)育從胚珠表皮細胞的分化和突起開始,并決定纖維的最終品質(zhì)和產(chǎn)量,在受精后約16天,棉纖維細胞可延伸至2.5-3.0cm,是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最長的植物細胞.本研究構(gòu)建了海島棉海71240-24DPA胚珠/纖維的cDNA文庫,通過大規(guī)模隨機測序后進行了系統(tǒng)的表達特征分析.
　　 1.用clonetech公司的SMART技術(shù)構(gòu)建了海島棉海7124-3-6DPA(days

2、postanthesis)胚珠/纖維cDNA文庫(GBI)和6-24DPA纖維cDNA文庫(GB2),庫容量分別為1.01×l06 pfu/ml和7.65×106 pfu/ml,平均插入片段在500bp以上.通過隨機挑取單克隆測序并對序列預(yù)處理,獲得21,073條高質(zhì)量EST序列.進一步拼接獲得8,653 unigenes,包括3,715 contigs(42.9％)和4,938 singletons(57.1%).
　　 2.

3、對unigenes進行功能注釋,7,786 unigenes發(fā)現(xiàn)同源序列,其中562條為推測性或假想蛋白,其余867條未發(fā)現(xiàn)顯著的同源序列( no hits).利用BLAST2GO在線軟件功能注釋,發(fā)現(xiàn)7.316條unigenes定位有GO信息,占總體的84.55%.其中,細胞組分類中主要為cell part(28.80%),organdie(22.71%),cell(28.80%)和macromolecular complex9.38

4、%;分子功能類中binding,catalytic activity,structural molecule activity分別占43.40%,31.63%,12.39%;生物進程類中cellularprocess和metabolic process占32.29%,29.80%,而response to stimulus,establishment of localization和localization各占6.78%,7.35%,7

5、.43%.KEGG分析表明,5,051條tmigenes檢測到其相關(guān)的代謝途徑,其中大多數(shù)集中在糖代謝（681條,13.48%）和氨基酸代謝（587條,11.62%）中.其他如脂類代謝、信號轉(zhuǎn)導、細胞生長和死亡類相關(guān)基因也被發(fā)現(xiàn).
　　 3.EST差異表達分析顯示：在海島棉GB1與GB2中,兩文庫共有2,260條unigenes,在GBI文庫中特有的序列有1,594條,在GB2中特有的序列有2,617條.GBI和GB2特有及共有

6、unigene的基因本體學GO分類結(jié)果基本相似.海陸比較結(jié)果發(fā)現(xiàn),408條海島棉unigenes在陸地棉中未發(fā)現(xiàn)任何同源匹配.KEGG分析表明,海島棉特有的unigcnes的代謝途徑主要集中在代謝類35條(46.67%),其中糖代謝占主導為10條(13.3%).
　　 4.基于生物信息學分析和基因的結(jié)構(gòu)、功能研究,獲得9個編碼120個氨基酸序列的LTP基因,分別命名為LTPI-LTP9.通過設(shè)計基因組?；镞M行基因組擴增及進化

7、分析發(fā)現(xiàn),LTPI、LTP3、LTP6、LTP7來源于棉花染色體A組；LTP2、LTP4、LTP5、LTP8、LTP9來源于棉花染色體D組.進化分析進一步推測LTP1與LTP4,LTP2與LTP3,LTP6與LTP8,LTP7與LTP9在異源四倍體棉種中分別屬于部分同源重復(fù)基因.
　　 5.根據(jù)LTPI-LTP9在海7124和TM-I基因組測序結(jié)果的差異,利用本實驗室陸地棉遺傳標準系TM-I和海島棉海7124培育的140個BC1

8、作圖群體,將LTP1、LTP2、LTP8和LTP9基因定位在棉花染色體10、染色體20,染色體23和染色體20上.并推測,LTP3、LTP4,LTP5.LTP7和LTP6基因分別位于染色體10、染色體20、染色體20、染色體9上和染色體10上.
　　 6.利用熒光定量PCR技術(shù)分別在海島棉和陸地棉中對本文克隆的LTP家族基因進行不同組織、器官表達水平分析,以闡明編碼120aa的LTP家族基因在棉花不同組織,棉纖維不同發(fā)育時期以及

9、海陸不同棉種表達水平上的差異.在整個棉纖維發(fā)育過程中,LTP家族中各基因表達趨勢是LTP4/1>LTP3/2>LTP7/9>LTP5>LTP6/8.各類LTP基因在不同組織和不同發(fā)育時期其表達水平不完全一致,LTP1與LTP4在纖維中明顯優(yōu)勢表達,纖維發(fā)育過程中,LTP7/9在0DPA時的表達量遠遠大于其它時期,各類LTP基因在根中的表達量都很低或是不表達,通過比較海7124與TM-1不同組織、器官轉(zhuǎn)錄水平的差異,發(fā)現(xiàn)LTP1基因在根、

10、莖,0DPA胚珠、12DPA和24DPA的纖維中,海陸差異明顯；LTP4基因在葉、0DPA胚珠和6DPA纖維中,海陸差異明顯；LTP2基因在葉、6DPA、12DPA和18DPA的纖維中,海陸差異明顯；LTP3基因在莖和18DPA的纖維中,海陸差異明顯；LTP5基因在莖、0 DPA胚珠、6 DPA和24DPA的纖維中,海陸差異明顯；LTP6/8基因在根、莖和葉中,海陸差異明顯：LTP7/9基因在葉、6 DPA、12 DPA、18 DPA和