【摘 要】
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棉花是世界上重要的经济作物之一。棉花纤维起始于胚珠表皮细胞,经过快速伸长而形成单细胞种子表皮毛。棉纤维发育包括纤维细胞的起始、初生壁伸长、次生壁加厚和成熟四个互
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棉花是世界上重要的经济作物之一。棉花纤维起始于胚珠表皮细胞,经过快速伸长而形成单细胞种子表皮毛。棉纤维发育包括纤维细胞的起始、初生壁伸长、次生壁加厚和成熟四个互相重叠的阶段。棉纤维细胞在-3~3 DPA(days post anthesis,开花后天数)起始,这个阶段主要决定棉花纤维的衣分;初生壁伸长阶段(5~20 DPA)主要决定纤维长度;次生壁加厚阶段(20~40 DPA)主要决定纤维细度、马克隆值和强度。本实验室早期创建了海岛棉纤维发育相关基因的cDNA文库,克隆了一个在纤维次生壁优势表达的类甜蛋白基因,命名为GbTLP1(TLP,Thaumatin-like protein)。GbTLP1在棉花次生壁加厚时期优势表达,通过农杆菌转化法获得了表达量上调和下调的转基因棉花株系。在本研究中,考察超表达系OE15、OE38、OE48和干涉系I53、I84、I88的纤维性状,考种数据表明,超表达和干涉GbTLP1都导致纤维长度变短;超表达GbTLP1马克隆值下降,干涉GbTLP1马克隆值增加。成熟纤维横切面扫描电镜的结果表明,超表达GbTLP1导致细胞壁变薄,而干涉GbTLP1细胞壁变厚。次生壁纤维素合酶基因GhCESA7在超表达系中表达量下调。酵母双杂交结果表明GbTLP1能和GhRDL1、GhOsmotin互作。已有文献报道在棉花中超表达脱水响应蛋白GhRDL1促进纤维的伸长;渗透蛋白GhOsmotin能提高植株的抗性。本研究发现GhOsmotin在纤维次生壁时期优势表达,与GbTLP1属于同一病程相关蛋白PR5。GhRDL1在超表达株系中上调,而GhOsmotin超表达株系中下调,因此可推测GbTLP1与GhOsmotin和GhRDL1相互作用共同影响纤维次生壁发育。
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