棉花GhAQP2和GhCYP1基因的克隆、表達及功能初步研究.pdf

1、棉花是一種全球性的經(jīng)濟作物，棉纖維作為重要的天然纖維，是紡織工業(yè)的重要原材料。隨著紡織業(yè)的發(fā)展，新的紡織技術(shù)對棉花的品質(zhì)要求越來越高，培育纖維長、強、細兼?zhèn)涞拿藁ㄆ贩N是全世界棉花育種的主攻內(nèi)容之一。利用基因工程技術(shù)對棉花發(fā)育相關(guān)基因進行分離鑒定、表達調(diào)控分析，系統(tǒng)地解析棉花生長發(fā)育調(diào)控的分子機理，對于提高棉花產(chǎn)量和改良品質(zhì)具有重要的生物學理論意義和實際應用價值。
　　 水通道蛋白（aquaporin，AQP）是定位于生物膜上的一

2、類古老的通道蛋白，能夠高效運輸水分，在整個植物生長發(fā)育和逆境應答中起重要作用。親環(huán)素蛋白（cyclophilin，CYP）作為一類具有肽酰脯胺順反異構(gòu)酶（PPIase）活性的多功能蛋白家族，在植物生物學、細胞信號轉(zhuǎn)導和脅迫應答等方面發(fā)揮重要作用。我們從棉花中分離出1個編碼AQP的基因和1個編碼CYP的基因，本文主要對這兩個基因在棉花不同組織，不同發(fā)育天數(shù)的纖維中的表達情況以及功能進行初步分析，該研究有望為利用基因工程改良棉花的品質(zhì)提供重

3、要地功能基因，研究結(jié)果如下：
　　 1.本實驗室前期通過SSH技術(shù)從棉花cDNA文庫中分離篩選出兩個cDNA片段，獲得全長后分析發(fā)現(xiàn)這兩個基因一個編碼水通道蛋白，一個編碼親環(huán)素蛋白，分別被命名為GhAQP2和GhCYP1。GhAQP2全長1310bp，含3個內(nèi)含子，編碼279個氨基酸，同源比對分析發(fā)現(xiàn)其屬于PIP2類。GhCYP1全長801bp，編碼174個氨基酸。
　　 2.通過半定量RT-PCR和實時熒光定量PCR技

4、術(shù)對兩個基因在棉花不同器官和不同發(fā)育天數(shù)纖維的表達進行分析，從表達特征來看，GhAQP2在根中有一定量的表達，在莖、葉、花中少量表達，在胚珠和纖維細胞中表達受發(fā)育調(diào)控，在開花后6-18天的纖維中持續(xù)高效表達，開花后21天開始表達量逐漸下降，表明其可能參與了纖維的伸長發(fā)育。GhCYP1在根、莖、葉、花、胚珠和纖維細胞中都表達，在葉以及開花后第15天的纖維中表達量最高。對GhCYP1基因在棉花干旱脅迫不同時間長度的表達量進行檢測，發(fā)現(xiàn)其在脅

5、迫2小時后表達量達到最高，6小時后表達量降低。
　　 3.為初步探究GhAQP2基因的功能，構(gòu)建了GhAQP2過表達載體。通過共培養(yǎng)對煙草懸浮細胞BY-2進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)基因的BY-2細胞與同步培養(yǎng)的野生型比較，其生長周期變長，長度有所增長。以pUCm-T作為中間載體以及 PZP35S 作為最終表達載體構(gòu)建了GhAQP2基因的干擾表達載體，為研究其在棉花中的功能奠定了基礎(chǔ)。同時用pREP5N構(gòu)建GhCYP1酵母表達載體，轉(zhuǎn)化SPQ0