论文部分内容阅读
棉花作为棉纺织业的原材料，与人们的日常生活密切相关，是一种全球性的重要经济作物，也是我国重要的经济和战略物资。海岛棉又名长绒棉，其纤维细长，强力高，纺纱性能极佳，在我国仅在新疆的部分地区出产长绒棉，产量极为有限。棉花纤维是由胚珠表皮细胞经起始分化、伸长、次生壁加厚等一系列过程发育形成的。起始期分化成纤维的胚珠表皮层细胞数量决定了单个胚珠的纤维数量。在纤维的延伸期，纤维细胞从一个突起开始迅速延伸，延伸的长度将决定纤维的长度。所以，纤维发育的起始期和延伸期对棉纤维的产量起着决定性的作用，研究胚珠表皮细胞分化成长绒纤维的细胞命运决定过程以及纤维延伸的分子机制，对提高纤维的产量和质量具有重要的意义。 赤霉素(Gibberellins，GA)作为一种重要的植物激素，广泛存在于各种植物中，在植物的很多生长阶段发挥重要调节作用。棉花纤维的发育是由各种激素共同调控的结果，其中赤霉素对棉纤维的分化和发育起促进作用。但其调控分子机理并不清楚。DELLA蛋白是一类GRAS家族蛋白，作为GA信号转导通路中的一类重要蛋白因子，主要起负调控作用，抑制GA信号向下游传递。生物活性GA与质膜外受体GID1结合，诱导DELLA蛋白通过泛素化蛋白酶通道降解，解除DELLA蛋白的抑制作用，进而调节植物的生长发育。棉花中存在4个DELLA蛋白基因，且每个基因都具有多个拷贝。 本实验利用同源克隆的方法，克隆得到一个海岛棉中DELLA蛋白同源基因GbGAI2，氨基酸序列比对发现，该基因编码的氨基酸序列与陆地棉DELLA蛋白GhGAI2的氨基酸序列相似度高达90.13％，且GbGAI2蛋白具有GRAS蛋白家族所有的典型结构域，由此推测GbGAI2蛋白属于植物特有的GRAS转录因子的DELLA亚族，并有可能参与GA信号通路调节。本研究将海岛棉DELLA蛋白全长基因GbGAI2b及其N端DELLA区缺失体片段Gbgai2b置于35S强启动子下，构建p35S::GbGAI2b和p35S::Gbgai2b两个过量表达载体。将实验室已构建好的过量表达载体p35S::GbGAI2a和p35S::Gbgai2a转野生型拟南芥，获得T3代转基因植株，观察表型，统计相关数据，研究海岛棉GbGAI2a基因的功能。结果表明，GbGAI2可能与植物花器官的发育，果荚的形状以及叶形的发育有关，此外，GbGAI2可能还对植物毛状体的形成具有影响作用。利用半定量RT-PCR的方法分析海岛棉DELLA蛋白基因GbGAI1，GbGAI2，GbGAI4a和GbGAI4b在海岛棉花后胚珠的不同发育阶段的表达情况，结果表明，在海岛棉花后胚珠的不同生长阶段，GbGAI1，GbGAI2，GbGAI4a和GbGAI4b均有表达，但各时期的表达量明显不同。 本研究对海岛棉DELLA蛋白基因GbGAI2的功能及表达做了一些初步的分析，为以后对海岛棉中DELLA蛋白的研究提供一定的理论依据，为培育高产长绒棉新品种提供一点思路。