雷蒙德氏棉HSP70基因家族進(jìn)化與GhHSP70-20的功能解析.pdf

1、棉花是全球重要的紡織原料之一,具有極其重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。熱激蛋白70家族(HSP70)是一類在進(jìn)化過(guò)程中高度保守的分子伴侶型蛋白,在脅迫和非脅迫情況下幫助蛋白質(zhì)的正確折疊,并廣泛參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段。本文通過(guò)研究棉花HSP70基因家族的功能,為下一步深入研究棉纖維發(fā)育過(guò)程中的分子調(diào)控機(jī)理提供基礎(chǔ),主要結(jié)果如下:
　　1.利用隱馬可鏈夫模型(HMM)對(duì)雷蒙德氏棉全基因組進(jìn)行HSP70家族基因預(yù)測(cè),共得到30個(gè)HSP70家族成員。

2、對(duì)GrHSP70基因的結(jié)構(gòu)、染色體分布以及系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系進(jìn)行生物信息學(xué)分析,結(jié)果表明,HSP70基因超家族可根據(jù)亞細(xì)胞定位進(jìn)行分組,各組中的基因具有相對(duì)保守的結(jié)構(gòu)特征和基序分布。通過(guò)比較棉纖維發(fā)育不同時(shí)期的深度測(cè)序表達(dá)譜數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)大量HSP70家族基因可能參于棉纖維的發(fā)育過(guò)程。
　　2.利用PCR技術(shù)克隆到棉花GhHSP70-20基因的全長(zhǎng)CDS序列,構(gòu)建其sGFP融合表達(dá)載體,通過(guò)基因槍轟擊洋蔥表皮細(xì)胞對(duì)棉花HSP70-20基因的

3、的亞細(xì)胞定位進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明該基因定位于細(xì)胞質(zhì)中。
　　3.利用RT-PCR研究棉花GhHSP70-20基因轉(zhuǎn)錄水平上的表達(dá)模式。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在高溫脅迫下,棉花 GhHSP70-20表達(dá)量增高顯著,證明該基因?yàn)闊犴憫?yīng)型 HSP70基因。GhHSP70-20基因的表達(dá)情況受棉纖維發(fā)育不同階段的調(diào)控,在棉纖維發(fā)育的伸長(zhǎng)期的表達(dá)量最高,并且GhHSP70-20基因在野生型材料中表達(dá)量高于Li-1突變體材料。
　　4.將棉花GhHS

4、P70-20基因構(gòu)建超表達(dá)載體和反義表達(dá)載體,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入法轉(zhuǎn)化擬南芥,獲得T2代植株。發(fā)現(xiàn)GhHSP70-20基因反義表達(dá)植株對(duì)鹽和ABA的敏感性增強(qiáng)。
　　5.克隆棉花HSP70-20基因的啟動(dòng)子區(qū)域,進(jìn)行順式作用元件分析,并將1200bp的啟動(dòng)子基因片段利用Gateway技術(shù)構(gòu)造啟動(dòng)子GUS融合載體,農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入擬南芥中,獲得T1代植株,進(jìn)行GUS染色發(fā)現(xiàn),HSP70-20基因的表達(dá)具有時(shí)空性,在葉脈和角果中表達(dá)量較