论文部分内容阅读
棉花是一种重要的经济作物。近年来，我国每年7-8月份的棉花花铃期间极端高温频繁发生，致使蕾铃大量脱落，对棉花的生产造成了严重影响。因此，棉花耐热相关基因的克隆和功能鉴定具有重要的理论和实践意义。 在本实验室前期工作中，我们克隆到了一个棉花 Brassinosteroid-SignalingKinase1（GhBSK1）基因。GhBSK1定位于细胞膜上，将其预测的与膜定位有关位点(Gly2)突变后导致GhBSK1膜定位发生改变，对bril-5表型恢复作用减弱。GhBSK1的表达受BR、高温胁迫诱导，过表达该基因可增强拟南芥对高温的耐受性。 在实验室的前期工作基础上，本论文对GhBSK1与棉花耐热性的关系进一步深入研究。利用VIGS(Virus Induced Gene Silencing)技术沉默棉花GhBSK1基因的表达，发现VIGS-GhBSK1棉花植株矮化，叶片变小，高温处理后死亡率增加(34％)，耐热性降低;BRs处理可部分恢复VIGS-GhBSK1植株的耐热性。在拟南芥中过表达GhBSK1基因可增强拟南芥对高温的耐受性;与GhBSK1相比较，过表达GhmBSK1（Gly2突变的GhBSK1）的转基因拟南芥对高温的耐受性降低，说明GhBSK1的膜定位对其功能具有重要作用，GhBSK1在棉花对高温逆境的响应中可能发挥重要作用。 为进一步揭示GhBSK1增强植物耐热性的分子机理，我们对酵母双杂交系统筛选到的2个GhBSK1互作蛋白——GhY6和GhGT，分别使用Pull-down和BiFC技术对其互作进行了验证。Real-time PCR结果表明GhY6和GhGT的表达都受高温和BRs诱导。VIGS技术沉默GhY6、GhGT的表达都会降低棉花植株的耐热性，而过表达GhY6、GhGT可增强转基因拟南芥的耐热性。因此，我们推测GhY6和GhGT参与了棉花对高温逆境的保护性反应过程，并且GhBSK1可能通过与这两个蛋白相互作用来调节棉花对高温胁迫的响应。 油菜素内酯(Brassinosteroids，BRs)是植物生长发育中的重要激素之一，在棉花纤维生长发育中具有正向调节作用。研究中我们发现，在棉花中，外源BRs处理可增强棉花植株的耐热性，而BRs合成抑制剂PCZ处理则会降低棉花植株的耐热性。拟南芥BRs合成突变体det2以及BRs信号转导突变体bri1-5对高温更为敏感，而BRs信号增强突变体bzr1-1D对高温的耐受性增强;在培养基中添加BRs可以增强拟南芥对高温的耐性，说明BRs可增强拟南芥的耐热性。BRs可能通过调控GhBSK1、GhY6和GhGT的表达，促进GhBSK1和GhY6、GhGT的互作，从而增强植物的耐热性。但是，该假设还需进一步验证。