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棉花是我国十分重要的农业经济作物之一,在全球经济中起着中流砥柱的作用。它不仅提供了世界上绝大部分的天然纤维,而且是一种重要的可再生资源。棉纤维是纺织工业的重要原料,但是我国纤维品质单一,且许多外界因素如低温、干旱、盐碱以及病虫害等,极大地抑制了棉花的生长发育,从而影响棉纤维的产量及品质,无法满足国内对优质棉纤维的需求。在纤维发育的不同时期,均有大量基因参与纤维细胞发育的调控,对纤维特异表达基因功能的研究,有助于揭示棉纤维发育的分子机制,为利用基因工程手段改良纤维品质提供候选的基因资源。TCP蛋白参与调控植物生长发育的进程,是植物所特有的一类转录因子,其编码蛋白包含一个保守的TCP结构域,含59个氨基酸(AA)残基的螺旋-环-螺旋(b HLH),可以与DNA结合或者与蛋白质互作。在许多植物物种中TCP蛋白进化保守,并且参与植物从种子萌发到营养生长直至形成花和果实的过程。TCP转录因子是重要的生长调节物质,能够将多种内源性信号和环境信号转化为生长调节剂。本研究以海岛棉“新海21”5 DPA的棉纤维为材料,克隆获得了Gb TCP5和Gb TCP10基因的全长c DNA。利用荧光定量PCR方法分析了2个基因的表达模式。利用酵母系统分析了Gb TCP5和Gb TCP10的转录激活活性和结合特异性,并通过转化拟南芥进一步分析2个基因的生物学功能,主要研究结果如下:1.从海岛棉“新海21”5 DPA的棉纤维中克隆得到Gb TCP5基因,其开放阅读框(ORF)为945 bp,该基因编码314个氨基酸,蛋白分子质量34.95 k D,等电点为8.48,序列中含有1个高度保守的TCP结构域。荧光定量PCR分析表明,Gb TCP5基因在35 DPA棉纤维中表达量较高,暗示其可能参与棉花纤维的次生壁合成。在棉花不同组织中,Gb TCP5基因在花萼中表达量较高。转录激活实验表明Gb TCP5具有转录活性且转录激活区域在139-202aa之间。结合特异性实验发现Gb TCP5与TCP元件结合,且与TCP II元件结合特异性较高。Gh MYB(lrp)和Gh MYB(6286)与Gb TCP5启动子中的MBS元件均不结合。将Gb TCP5基因转化拟南芥,表型观察发现转Gb TCP5基因拟南芥株系相比野生型拟南芥根毛、叶片表皮毛和茎杆表皮毛显著增加。半定量RT-PCR结果表明转基因植株Gb TCP5-1相比野生型上调GL1,ETC2,ETC3基因的表达,下调GL2,GL3,TCL1基因的表达。Gb TCP5可以与拟南芥表皮毛相关基因CPC启动子中的TCP元件结合。利用人工mi RNA技术构建含有ami RTCP5前体的植物表达载体ami RTCP5-p CAMBIA3301,并转化棉花。2.从海岛棉“新海21”5 DPA的棉纤维中克隆得到Gb TCP10基因,其ORF为1386 bp,该基因编码461个氨基酸,蛋白分子量49.93 k D,等电点为6.74,序列中含有1个高度保守的TCP结构域。荧光定量PCR分析表明,Gb TCP10基因在5 DPA棉纤维中表达量较高,暗示其可能参与棉花纤维伸长期的发育。在棉花不同组织中,Gb TCP10基因在花中表达量最高。转录激活实验表明Gb TCP10不具有转录活性。结合特异性实验发现Gb TCP10与TCP元件结合。Gb TCP10上游启动子区域含有TCP元件,且Gb TCP10与TCP元件结合,暗示Gb TCP10转录因子可能调控自身的转录。Gh MYB(lrp)和Gh MYB(6286)与Gb TCP10启动子中的AC-I元件结合。将Gb TCP10基因转化拟南芥,表型观察发现Gb TCP10使拟南芥的根毛、叶片表皮毛和茎杆表皮毛显著增加。半定量RT-PCR结果表明转基因植株Gb TCP10-2相比野生型上调GL1,GL3,ETC1,ETC2,TCL1,TTG1基因的表达,下调GL2,CPC,TRY,ETC3基因的表达。Gb TCP10可以与拟南芥表皮毛相关基因CPC和TTG1启动子中的TCP元件结合。利用人工mi RNA技术构建含有ami RTCP10前体的植物表达载体ami RTCP10-p CAMBIA3301,并转化棉花。