陸地棉纖維次生壁加厚期正向消減文庫的構(gòu)建及差異表達基因分析.pdf

1、棉花是重要的經(jīng)濟作物，也是紡織工業(yè)中天然纖維的主要來源。此外，棉纖維細胞也是研究植物細胞伸長、纖維素合成和次生壁發(fā)育的理想模式材料。近年來，伴隨著各種高通量研究策略的使用，棉纖維發(fā)育的遺傳機理得到了更深層次的研究，并取得了一系列重要的研究成果。然而，大部分研究主要集中在纖維發(fā)育的起始和伸長階段，對次生壁加厚期的研究還相對較少，極大地限制了利用基因工程手段改良棉纖維比強度這一重要纖維品質(zhì)性狀的步伐。因此，有必要針對棉纖維次生壁加厚期的遺傳

2、機理開展進一步的研究，為棉花分子育種提供更多可利用的基因資源。
　　 本研究以陸地棉高斷裂比強度材料0-153和轉(zhuǎn)基因抗蟲棉sGK9708為親本構(gòu)建的高代重組自交系群體(F6:9)中選育出的高比強度纖維品系(H，69307)作為研究材料，利用抑制性消減雜交(SSH)技術(shù)，構(gòu)建了陸地棉纖維次生壁加厚期的正向消減cDNA文庫，并對差異表達基因進行分析。本研究結(jié)果如下：
　　 1、本研究以H15DPA纖維為driver、H20

3、DPA纖維為tester，成功構(gòu)建出陸地棉纖維次生壁加厚期的正向消減cDNA文庫。該文庫共包含1152個陽性克隆，重組率為97.04%，滴度為1.89×104cfu/ml。
　　 2、對挑選的1152個陽性克隆進行反向Northern篩選，共得到340個差異表達克隆，代表115個非冗余基因，其中包含35個重疊群，80個單拷貝。生物信息學(xué)分析表明，這些差異表達基因廣泛參與了糖類、脂類、氨基酸等物質(zhì)的代謝，以及纖維素生物合成、細胞壁

4、合成與修飾、氧化還原、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等生物學(xué)過程。
　　 3、從115個差異表達基因中選取18個代表性基因，利用熒光定量PCR進行表達模式分析。結(jié)果表明，所挑選的基因在H20DPA纖維中的表達水平均明顯高于其在H15DPA纖維中的表達水平，說明消減文庫的結(jié)果真實，可靠。同時，也暗示這些基因可能與棉纖維的次生壁加厚相關(guān)。上述18個基因包括水通道蛋白、阿拉伯半乳糖蛋白4、類受體蛋白激酶、類成束蛋白阿拉伯半乳糖蛋白1、類成束蛋白阿拉伯半

5、乳糖蛋白16、類幾丁質(zhì)酶蛋白1、FbLate-2、纖維素合成酶1、纖維素合成酶2、果膠甲酯酶5、細胞色素C氧化還原酶，Cobra-like4蛋白、NADH脫氫酶亞基、植物類糖原淀粉起始蛋白3、分泌載體膜蛋白、功能未知基因1-A10、功能未知基因3-E3、功能未知基因10-F6。
　　 4、利用簡單序列重復(fù)識別工具SSRIT對115條EST序列進行簡單序列重復(fù)(SSR)位點的篩選，共得到16條含有SSR位點的序列，并設(shè)計了16對S