棉花GhPAP1的轉基因功能研究.pdf

1、花色素苷是一種可使植物花朵、果實等器官呈現(xiàn)紅色、紫色或藍色的水溶性色素，屬于類黃酮物質。植物通過花色及果實顏色來吸引授粉者及種子傳播者，另外花色素在保護葉片免受紫外線傷害、抵御低溫、抵抗病蟲害及植食性生物等方面也有很重要的作用。
　　MYB蛋白(如擬南芥PAP1)是調控花色素合成的關鍵轉錄因子。前期研究表明棉花PAP1同源基因GhPAP1具有促進花色素合成的功能。本研究在表達分析的基礎上，對GhPAP1基因功能和啟動子表達特性進行

2、了棉花轉基因功能研究。
　　主要結果如下:
　　1.棉花紅色植株性狀是由于花色素的積累造成的
　　通過檢測分離世代中紅色植株與綠色植株的花色素含量和花色素合成途徑結構基因GhCHS1、GhANS1、GhGT13，以及花色素調節(jié)基因GhPAP1的表達量，發(fā)現(xiàn)紅色植株的花色素含量、花色素合成結構基因和GhPAP1的表達量顯著高于綠色植株，且與紅色植株共分離，表明棉花紅色植株性狀由花色素決定，而GhPAP1與紅色植株的花色素

3、合成調控密切相關。
　　2.超量表達GhPAP1基因可促進花色素的合成
　　利用農桿菌介導法將GhPAP1的超量表達載體轉入綠色植株棉花冀棉14號。超量表達GhPAP1棉花的葉片、莖、花、胚珠等組織呈現(xiàn)深紫色，其花色素含量相比于野生型大幅度提高，表明超量表達GhPAP1基因可促使花色素在相關位置合成和積累。但是，在超量表達GhPAP1棉花的纖維中卻未發(fā)現(xiàn)相應的顏色變化。
　　3.GhPAP1調控花色素合成途徑的結構基因

4、
　　通過qRT-PCR方法檢測了超量表達GhPAP1的轉基因植株葉片和纖維中的花色素合成途徑各結構基因表達水平。結果發(fā)現(xiàn)在這兩個部位中，轉基因植株的花色素合成途徑結構基因CHS、CHI、ANS、DFR、GT13的轉錄水平都相應提高。
　　4.GhPAP1的超量表達可縮短棉花纖維長度
　　對超量表達GhPAP1的轉化子及野生型分別進行纖維長度測量，發(fā)現(xiàn)超量表達植株的纖維長度顯著短于野生型。對開花當天及開花后1天的胚珠表

5、皮掃描電鏡觀察也發(fā)現(xiàn)纖維細胞的突起進程受到阻滯。這表明超量表達GhPAP1可抑制棉花纖維發(fā)育。
　　5.GhPAP1的啟動子活性分析
　　將GhPAP1的啟動子融合GUS基因構建植物表達載體pBI121-pGhPAP1∷GUS，利用農桿菌介導法將其轉入冀棉14材料中，經PCR驗證共獲得4株陽性轉基因植株。對其進行GUS組織化學特異性分析顯示，在轉基因植株的根、莖、葉營養(yǎng)器官及花、胚珠中均有藍色出現(xiàn)，表明GhPAP1基因可在相