棉花GhAQP2和GhCYP1基因的克隆、表达及功能初步研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wy19841010
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棉花是一种全球性的经济作物,棉纤维作为重要的天然纤维,是纺织工业的重要原材料。随着纺织业的发展,新的纺织技术对棉花的品质要求越来越高,培育纤维长、强、细兼备的棉花品种是全世界棉花育种的主攻内容之一。利用基因工程技术对棉花发育相关基因进行分离鉴定、表达调控分析,系统地解析棉花生长发育调控的分子机理,对于提高棉花产量和改良品质具有重要的生物学理论意义和实际应用价值。   水通道蛋白(aquaporin,AQP)是定位于生物膜上的一类古老的通道蛋白,能够高效运输水分,在整个植物生长发育和逆境应答中起重要作用。亲环素蛋白(cyclophilin,CYP)作为一类具有肽酰脯胺顺反异构酶(PPIase)活性的多功能蛋白家族,在植物生物学、细胞信号转导和胁迫应答等方面发挥重要作用。我们从棉花中分离出1个编码AQP的基因和1个编码CYP的基因,本文主要对这两个基因在棉花不同组织,不同发育天数的纤维中的表达情况以及功能进行初步分析,该研究有望为利用基因工程改良棉花的品质提供重要地功能基因,研究结果如下:   1.本实验室前期通过SSH技术从棉花cDNA文库中分离筛选出两个cDNA片段,获得全长后分析发现这两个基因一个编码水通道蛋白,一个编码亲环素蛋白,分别被命名为GhAQP2和GhCYP1。GhAQP2全长1310bp,含3个内含子,编码279个氨基酸,同源比对分析发现其属于PIP2类。GhCYP1全长801bp,编码174个氨基酸。   2.通过半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术对两个基因在棉花不同器官和不同发育天数纤维的表达进行分析,从表达特征来看,GhAQP2在根中有一定量的表达,在茎、叶、花中少量表达,在胚珠和纤维细胞中表达受发育调控,在开花后6-18天的纤维中持续高效表达,开花后21天开始表达量逐渐下降,表明其可能参与了纤维的伸长发育。GhCYP1在根、茎、叶、花、胚珠和纤维细胞中都表达,在叶以及开花后第15天的纤维中表达量最高。对GhCYP1基因在棉花干旱胁迫不同时间长度的表达量进行检测,发现其在胁迫2小时后表达量达到最高,6小时后表达量降低。   3.为初步探究GhAQP2基因的功能,构建了GhAQP2过表达载体。通过共培养对烟草悬浮细胞BY-2进行转化,转基因的BY-2细胞与同步培养的野生型比较,其生长周期变长,长度有所增长。以pUCm-T作为中间载体以及 PZP35S 作为最终表达载体构建了GhAQP2基因的干扰表达载体,为研究其在棉花中的功能奠定了基础。同时用pREP5N构建GhCYP1酵母表达载体,转化SPQ01裂殖酵母,转基因酵母对干旱产生一定的抗性。
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目的:番茄可溶性固形物是一个复杂且重要的数量性状,属核遗传,受胞质影响不大,以加性效应为主。利用SSR标记构建番茄遗传连锁图谱,并对番茄可溶性固形物及相关品质性状进行初