棉花中三個激素相關基因的克隆與鑒定.pdf

1、棉花是世界上最重要的纖維作物和重要的油料作物之一。棉纖維是己知纖維素純度最高的天然資源之一，在世界紡織工業(yè)中具有重要的經(jīng)濟地位。棉花的生長和棉纖維的發(fā)育都離不開植物激素的調(diào)節(jié)，激素在棉花的整個生長發(fā)育過程中起著非常重要的作用。因此棉花中激素酶類基因的克隆既有助于植物細胞發(fā)育分子機理的闡明，也為棉纖維發(fā)育的生物學研究打下基礎。 本研究從優(yōu)質材料7235不同棉纖維發(fā)育混合cDNA文庫中分離出三個cDNA克隆。其中一個克隆編碼腺苷高半

2、胱氨酸水解酶(命名為GhSAHH)。反義表達該基因可以增加細胞中游離的細胞分裂素的含量，誘導植物抗逆性防御。該cDNA克隆插入片段長度為1598bp，利用5’RACE技術得到上游318bp的片段，與原序列拼接后，得到一1916bp的cDNA序列。其開放讀碼框長度為1458bp，編碼485個氨基酸，編碼產(chǎn)物理論分子量約為53.2kDa，理論等電點為5.69，ORF上游具同框終止子。該氨基酸序列無信號肽序列，故可能是胞內(nèi)酶。BLAST‘結果

3、表明，與來源于其他植物的這類腺苷高半胱氨酸水解酶基因有較高的同源性，GhSAHH與紫花苜蓿(Medicago sativa)腺苷高半胱氨酸水解酶(GenBank登錄號：ALFMSA2S)之間一致性為83％。從表達特征上來看GhSAHH呈組成性表達，其在根、莖、葉中均有表達，而在纖維發(fā)育早期表達量較高，后期表達量逐漸降低。Southem雜交結果表明GhSAHH基因在陸地棉基因組中可能為單拷貝。利用本實驗室陸地棉遺傳標準系TM-1和海島棉海

4、7124培育的140個BC<,1>作圖群體，將GhSAHH定位在染色體20上。淹水脅迫下，GhSAHH在棉花葉片中下調(diào)表達，誘導植物抗逆性防御。 第二個克隆編碼生長素應答蛋白(命名為GhARP)。該基因編碼產(chǎn)物是生長素信號轉導的早期響應蛋白。該cDNA克隆插入片段長度1696bp，其開放讀碼框編碼長度為1074bp，編碼357個氨基酸，編碼產(chǎn)物理論分子量約為38.9kDa．，理論等電點為6.62。該氨基酸序列無信號肽序列，故可能

5、是胞內(nèi)酶。BIAsT結果表明，與來源于其他植物的這類生長素應答蛋白基因有較高的同源性，GhARP與葡萄(Vitis vinifera)生長素應答蛋白(GenBank登錄號：．AY082522)之間一致性為85％。從表達特征上來看GhARP屬棉花細胞組成性表達，其在根、莖、葉及棉纖維各時期都表達量較高，看不出明顯差異。Southem．雜交結果表明GhARP基因在陸地棉基因組中可能存在多個拷貝。已將GhARP正反義片段構建入CaMV35S的

6、植物表達載體pBIl21，正進行棉花的轉基因研究。淹水脅迫下，GhARP在棉花葉片中表達量在脅迫后六天達最大值，隨后逐漸降低。第三個克隆編碼乙烯應答元件結合蛋白(命名為GlaEREBP)。該基因編碼產(chǎn)物是乙烯信號轉導過程中的一個重要調(diào)控蛋白。該cDNA克隆插入片段長度1563bp，其開放讀碼框編碼長度為1191bp，編碼396個氨基酸，編碼產(chǎn)物理論分子量約為38．9kDa，理論等電點為6.62。該氨基酸序列無信號肽序列，故可能是胞內(nèi)酶。

7、BLAST結果表明，與來源于其他植物的這類乙烯應答元件結合蛋白基因有較高的同源性，GhEREBP與陸地棉(Gossypium hirsutum)的乙烯應答元件結合蛋白(GenBank登錄號：AY817134)之間一致性為96％。從表達特征上來看GhEREBP屬纖維細胞優(yōu)勢表達，其在根、莖、葉中均有表達，而在纖維發(fā)育早期表達量較低，纖維伸長發(fā)育期表達量較高。Southem雜交結果表明GhEREBP基因在陸地棉基因組中可能存在多個拷貝。將G