苧麻纖維發(fā)育規(guī)律及相關基因表達模式研究.pdf

1、苧麻是我國特有的纖維作物，苧麻纖維制品具有輕盈、透氣、防霉等許多優(yōu)良的品質，在紡織工業(yè)中占據(jù)重要地位。然而，由于抗皺性差和織物刺癢感等原因，使得苧麻纖維在其產品內銷上受到諸多限制。解決這些問題的前提條件之一是對苧麻的纖維發(fā)育規(guī)律和機理進行系統(tǒng)研究，前人主要從生理及細胞水平開展了較為系統(tǒng)的研究，而關于纖維發(fā)育的分子機理較少報道。本研究選用“大葉綠”、“華苧5號”、“1504”三個品種結合生理、細胞水平和分子水平兩個方面研究苧麻纖維發(fā)育的規(guī)

2、律，一是對苧麻生長發(fā)育不同時期纖維細胞發(fā)育狀態(tài)進行顯微觀察，研究在纖維發(fā)育過程中纖維組分含量的變化;二是研究與纖維組分合成相關基因在苧麻纖維發(fā)育不同時期的表達模式。以期通過兩方面的研究探索苧麻纖維發(fā)育的一般規(guī)律，為進一步調控纖維發(fā)育、提高纖維品質提供理論依據(jù)，并初步為從分子生物學水平解析發(fā)育機理提供參考。
　　主要研究結果如下:
　　1.苧麻韌皮纖維發(fā)育主要經歷纖維細胞起始分化、細胞伸長、次生壁加厚三個階段。同一部位纖維層厚

3、度隨著纖維發(fā)育不斷增加，三個品種各時期反映纖維細胞數(shù)量的纖維層數(shù)均沒有發(fā)生變化，說明苧麻韌皮纖維層在發(fā)育早期已經形成了一定數(shù)量的纖維細胞，纖維層厚度增加是細胞變大及次生壁不斷加厚的結果。各時期“1504”纖維層厚度/纖維層數(shù)顯著低于“大葉綠”與“華苧5號”，該結果與“1504”成熟纖維品質性狀纖維直徑也顯著低于“大葉綠”與“華苧5號”具有一致性。初步得到纖維發(fā)育早期對纖維品質的影響更加重要的結論。
　　2.隨著生育進程的推進，苧麻

4、莖桿同一部位的纖維組分中纖維素、木質素含量增加，果膠、半纖維素含量下降;各時期均是纖維素含量最高，木質素含量最低。三個品種各組分含量存在差異，成熟纖維中“華苧5號”與“1504”纖維素含量顯著高于“大葉綠”;“華苧5號”半纖維素含量顯著低于“1504”與“大葉綠”;“大葉綠”果膠含量最高，“華苧5號”最低，且三者之間差異顯著;“大葉綠”木質素含量顯著高于“華苧5號”與“1504”。三個品種成熟纖維各項品質指標存在差異，“大葉綠”含膠率最

5、高，“1504”最低;“大葉綠”、“華苧5號”斷裂強力顯著高于“1504”;“大葉綠”斷裂伸長率最高，“1504”最低;“大葉綠”、“華苧5號”纖維直徑顯著高于“1504”。該項結果表明，不同品種纖維各化學組分的含量對纖維品質的影響，并不是由某一個組分單一決定的，可能與各組分的含量比例以及在不同品種內的結構有關。
　　3.對纖維素、半纖維素、果膠、木質素等與纖維發(fā)育相關的基因進行表達模式研究，結果表明這些基因在苧麻纖維發(fā)育時期莖桿

6、不同部位均有表達，但表達水平存在差異。CesA基因家族成員、UGPase基因家族成員以及UGlcAE基因均在二麻苗期出現(xiàn)相對表達峰值，GalAT基因家族成員均在頭麻旺長前期出現(xiàn)相對表達峰值。分析各基因間在不同時期不同部位表達相關性結果顯示，CesA1、CesA2、 CesA6;CesA3、 CesA4、CesA7、CesA8; GalAT1、GalAT2、GalAT6、GalAT7; COMT2、COMT3;PAL1、PAL3基因間相關