与棉纤维发育相关的四个基因的克隆、表达特性与定位
棉花是世界上最重要的纤维作物和重要的油料作物之一。棉纤维是胚珠外层珠被上单个表皮细胞分化产生的，一根棉纤维细胞从开花后第零天(day post anthesis，DPA)到16 DPA可伸长到2.5-3.0 cm，其伸长不受细胞分裂的影响。因此棉花纤维发育相关基因的克隆既有巨大的潜在经济价值，也有助于植物细胞发育以及纤维素合成分子机理的阐明。本研究应用基因芯片的方法，利用陆地棉李氏无纤维突变体Li<,1>自交后代野生型Li<,1>和无纤维突变体Li<,1>，有望获得纤维伸长期优势表达的基因，从而为阐述棉纤维细胞快速伸长的机理打下基础。
以开花后4天的李氏野生型Li<,1>和无纤维突变体Li<,1>胚珠纤维的复合体为探针，通过基因芯片的方法筛选优质材料7235棉纤维伸长，次生壁加厚不同发育时期混合cDNA文库，分离出四个cDNA序列。G019BllA全长1502bp，ORF长1170bp，编码389个氨基酸，与其他植物中的查尔酮合成酶基因高度同源，故命名为GhCHS。G043Hll全长1547 bD，ORF长1182bp，编码393个氨基酸，与S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因高度同源，故命名为GhSAMS。G026D08A全长1418 bp，ORF长11.58bp，编码385个氨基酸，与结瘤素基因高度同源，故命名为GhNLP。G055HO6A全长788 bp，ORF长378bp，编码125个氨基酸，与半胱氨酸蛋白酶抑制剂高度同源，故命名为GhCPI。
RT-PCR分析表明：开花后4天，GhCHS，GhSAMS，GhNLP，GhCPI在陆地棉李氏野生型Li<,1>纤维中的表达量低于无纤维突变体Li<,1>。GhCHS为组成性表达。GhSAMS基因无论在在正常纤维野生型Li<,1>和无纤维突变体Li<,1>中ODPA的表达量均明显高于纤维伸长阶段的其它时期。GhNLP基因在根、茎、叶中几乎不表达，在正常纤维野生型Li<,1>的胚珠或纤维中表达量在ODPA明显高于其他时期，从2DPA往后呈现一个缓慢上升的趋势，10DPA时明显下降；无纤维突变体Li<,1>的胚珠或纤维中表达量随发育时期的推后上升趋势很明显，但是到10DPA时又略有下降。GhCPI基因在正常纤维野生型Li<,1>和无纤维突变体Li<,1>的胚珠或纤维中ODPA，2DPA表达量较弱，之后各时期表达量高于纤维伸长起始时期。
Southern杂交结果表明四个基因在陆地棉基因组中都存在两个拷贝。
利用本实验室陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉海7124培育的140个BC<,1>作图群体，将GhSAMS和GhNLP分别定位在染色体D2和D5上。
棉花;细胞发育;纤维素;植物遗传
南京农业大学
硕士
遗传学
张天真
2006
中文
S330;Q943
83
2007-09-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）