棉花GhADF7基因表達和功能初步分析.pdf

1、棉花（Gossypium hirsutum）是我國重要的經濟作物。分離鑒定棉花生殖發(fā)育相關的重要基因，解析棉花生殖發(fā)育的分子機制，對于棉花雜交育種，提高棉花產量和品質具有重要的理論意義和實踐價值。 肌動蛋白（actin）是真核生物細胞中普遍存在的一種重要蛋白。肌動蛋白構成細胞骨架中的微絲系統(tǒng)，參與有絲分裂、減數(shù)分裂、染色體運動、細胞器運動、胞質流動等生命活動。由于肌動蛋白骨架參與了細胞內一系列生理活動，而肌動蛋白解聚因子（ADF

2、）直接調控肌動蛋白，因而必然對這些生理活動有著重要的影響。目前大多數(shù)的研究都集中在動物細胞，而對植物材料研究的報道相對較少。棉花中關于ADF基因的研究也集中在棉纖維發(fā)育的影響，而ADF在棉花生殖發(fā)育中的功能研究，尚未見報道。本實驗室從棉花cDNA文庫中分離克隆了7個ADF基因。通過基因表達模式的分析，我們從中篩選到一個在花藥中特異表達的ADF基因，命名為GhADF7。本文對該基因的表達及功能進行了研究探討，取得如下主要結果： 1

3、.棉花GhADF7蛋白結構具有高度保守性 序列分析表明，棉花GhADF7基因編碼一個含有139個氨基酸的ADF蛋白，包含一個PIP2/actin結合位點。該蛋白與其它7個棉花ADF蛋白的相似性為56-79％。其中，GhADF7與GhADF2相似性最高，達79％。GhADF7與其它植物花藥特異ADF蛋白相似性為66％-80％，如與NtADF2相同氨基酸相似性高達80％，較棉花ADF家族內的ADF蛋白相似性還要高。系統(tǒng)進化分析證實了

4、棉花ADF蛋白具有進化的保守性。 2.棉花GhADF7基因在花藥中特異表達 利用RT-PCR技術進一步對GhADF7基因的表達模式進行了分析。結果顯示GhADF7在棉花花藥中特異表達，且隨花藥發(fā)育過程表達量不斷升高。為進一步研究GhADF7的組織特異和發(fā)育階段調節(jié)的特點，利用Genome walking方法，分離獲得該基因的啟動子，并構建了GhADF7：：GUS融合載體。應用農桿菌介導的轉化技術，轉化煙草和擬南芥，獲得一

5、批轉基因煙草和擬南芥植株。組織化學分析表明，在GhADF7啟動子的驅動下，GUS基因在花藥中特異表達，進一步石蠟切片分析發(fā)現(xiàn)GUS信號主要集中在花粉中。體外萌發(fā)轉基因煙草花粉，發(fā)現(xiàn)GhADF7基因在花粉管中也有強烈的表達，尤其是在花粉管的尖端。 3.過量表達棉花GK4DF7基因導致酵母細胞內肌動蛋白纖絲（F-actin）異常 將GK4DF7基因在酵母細胞中過量表達，導致轉基因酵母細胞伸長。DAPI染色發(fā)現(xiàn)78％的酵母細胞