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棉花是世界上最重要的经济作物之一。在农业生产中,棉花经常遭受干旱、盐碱、低温等逆境胁迫,影响棉花正常的生长发育,使产量和品质下降,造成严重的经济损失。亲环素(Cyelophilins,Cyps)是一类广泛分布于动物、植物、真菌及原核生物等几乎所有生命体中的蛋白家族,它能够参与蛋白质的折叠、免疫抑制及细胞信号转导等多种生物学过程。大量研究表明,亲环素在植物中还能够参与植物体的生长发育,叶绿体的光保护和氧化还原调节,并在植物体胁迫应答及抗病原体免疫等方面发挥重要的作用。本研究对克隆获得的两个棉花亲环素基因GhCYP1和GhCYP2在棉花不同组织器官中的表达模式进行分析,并通过转基因烟草进行功能初步研究。研究结果如下: 1、在实验室前期已经获得GhCYP1基因cDNA序列的基础上,利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,通过农杆菌介导的遗传转化技术获得转GhCYP1基因烟草植株。对转基因烟草进行水分、盐、低温胁迫后,转基因烟草植株叶片比野生型出现萎蔫症状的时间推迟、程度较轻,复水后恢复快,转基因烟草叶片的相对含水量、丙二醛含量、相对电导率各种生理指标都显著优于野生型烟草,转GhCYP1基因烟草显示出较强的抗逆能力。构建GhCYP1基因蛋白表达载体pET28a-GhCYP1,转化大肠杆菌DE3菌株。在转化菌液中加入IPTG诱导后,提取蛋白进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,在18KD处出现了目的蛋白质。 2、以小麦亲环素wCyP3(AF262984)基因的蛋白序列为探针,在GenBank中与棉花EST序列进行tBLASTn比对,将同源性高的EST序列拼接后获得一条长912bp的cDNA序列,RT-PCR扩增获得该cDNA序列,序列分析确认为植物亲环素基因序列,并将基因命名为GhCYP2(GenBank登录号:JN032296)。 3、利用实时荧光定量PCR技术对GhCYP2基因在棉花不同组织器官和不同发育天数纤维的表达量进行分析,结果表明GhCYP2基因在根、茎、叶、花、胚珠和纤维细胞中均有表达,在叶以及开花后18天的纤维中表达量最高。对棉花低温胁迫0h、1h、6h、12h、24h、48h、72h后,利用半定量RT-PCR技术对其表达量进行检测,发现在胁迫12小时后该基因表达量达到最高,48小时后表达量降低。利用Gateway技术构建GhCYP2的植物表达载体pGWB-GhCYP2和干扰载体pANDA-GhCYP2,侵染拟南芥并筛选转基因植株,为明确其在应对逆境胁迫中的作用机理奠定基础。