天然棕色棉纖維色素基因ghc4h1、ghchs1及ghf339;539;h1的克隆及表達(dá)分析

1、石河子大學(xué)碩士學(xué)位論文天然棕色棉纖維色素基因GhC4H1、GhCHS1及GhF3'5'H1的克隆及表達(dá)分析姓名：楊會娜申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：作物遺傳育種指導(dǎo)教師：孫杰;李艷軍20090601A b s t r a c tC o l o r e d c o H o ni s ak i n do fs p e c i a lt y p ec o t t o n ，w h i c hc o n t a i n s p i g

2、 m e n ti nc o H o nf i b e r ．T h e r ea r en oc h e m i c a lp o l l u t i o n si nt h et e x t i l e sm a d ef r o m c o l o r e dc o U o n ，S oi ti sa q , ' p i c a lh e a l t h c a r ep r o d u c t sw h i c h哦w

3、e l c o m ew i d e l ya n do w n i n gw i d e m a r k e tp r o s p e c t s ．B u t , t h e r e a r e o n l yg r e e na n db r o w nf i b e r sg r o w i n gi nt h ew o r l d , a n d n a t u r a l l yc o l o r e df i b e r

4、sa l s op o s s e s ss o m e d i s a d v a n t a g e ss u c h a sb e i n gc o l o rl e s s ，i n h o m o g e n e o u sa n dp o o r l y c o l o r f a s t n e s s ，t h e s e p r o b l e m sh a v es e r i o u s l ye f f e c

5、t e d t h e d e v e l o p m e n to fn a t u r a l c o l o r e dc o t t o n i n d u s t r ya n dm a r k e t ．M e a n w h i l e ，b e i n gl a c k i n go f c r e a t i n gn e w f i b e r c o l o r s ，t h ei n n o v a t i o

6、no f t h en a t u r a l l yc o l o r e dc o t t o nc o l o rd o e sn o t m a k eb r e a k t h r o u g hp r o g r e s sb y t r a d i t i o n a lg e n e t i cb r e e d i n gm e t h o d ．T h e nr e c e n ta d v a n c e s i

7、np l a n t g e n e t i c e n g i n e e r i n gh a v eo f f e r e da n e wt h i n k i n ga n da l t e r n a t i v ea p p r o a c h f o r t h ed i f f i c u l tp r o b l e m o f f i b e rq u a l i t yo f c o l o r e d c o

8、t t o n ．T h eb i o s y n t h e t i c p a t h w a y o ff l a v o n o i d s i so n eo ft h e m o s te x t e n s i v e l y s t u d i e dp a t h w a y so fp l a n ts e c o n d a r yp r o d u c t s ，a n di ti s c l e a r l y

9、e l u c i d a t e d i ns o m em o d e l o r g a n i s m ．B u t t h er e s e a r c ho n t h ef l a v o n o i dp a t h w a ya r em o s t l y a b o u tc h a n g i n gt h ec o l o r o ff l o w e r s ，h o w e v e r ’i ti s s

10、t i l l at h e o r yv a c a n c ya b o u tt h es t u d yo ne x p r e s s i o n a n dc o l o rr e g u l a t i o n i n t h e c o l o r e d c o t t o n f i b e r s ．I n t h i s s t u d y , w ec l o n e dt h r e ef l a v o n

11、 o i ds t r u c t u r a lg e n e sf r o mt h e b r o w nc o t t o n f i b e r , a n df u r t h e rd e t e r m i n e dt h e i rt r a n s c r i p t l e v e l si nv a r i o u s t i s s u e so f b r o w n c o t t o na n d i

12、t sn e a ri s o g e n i cl i n e s w h i t e c o t t o n ，g r e e nc o t t o n ．1 ．C l o n i n g a n d s e q u e n c e a n a l y s i so f p i g m e n t b i o s y n t h e s i sg e n e s i n c o l o r e d c o t t o nf i b

13、e r sT h et h r e ef u l l —l e n g t hc D N A e n c o d i n g C H S ，C 4 H a n d F 3 —5H w e r ec l o n e df r o m b r o w nc o R o n f i b e rb yR T - P C Ra n dr a p i d a m p l i f i c a t i o n o fc D N Ae n d s ( R

14、 A C E ) u s i n gs p e c i f i c p r i m e r s b a s e d o nt h e h i g h l yc o n s e r v e ds e q u e n c e so fp l a n t f l a v o n o i d sg e n et h a th a da l r e a d yk n o w n ，a n dw e r en a m e dr e s p e c

15、t i v e l ya sG h C H S l ，G h C 4 H 1 ，G h F 3 ' 5 ' H I ．T h e s e q u e n c ea n a l y s i s i n d i c a t e d t h a t t h e s et h r e e g e n e s e n c o d e dt h ep o l y p e p t i d eo f5 0 5 ，3 8 9 ，5 1 0

16、a m i n oa c i d r e s i d u e s ，r e s p e c t i v e l y ．B l a s t s e a r c h r e s u l t s s h o w e dt h a t b o t hG h C 4 H 1a n dG h F 3 ' 5 ' H 1s e q u e n c es h a r e dm o r et h a n9 0 ％h o m o l o g

17、 yw i t ht h eP 4 5 0s u p e r f a m i l yi nt h eG e n b a n k , s e q u e n c ea n a l y s i si n d i c a t e d t h a tP h o s p h o r y l a t i o na n dG i y c o s y l a t i o na r ep l a y i n ga ni m p o r t a n tr

18、o l ei nt h et w o g e n e ．2 ．E x p r e s s i o n a n a l y s i so f G h C 4 H 1 ，G h C H S l a n d G h F 3 ' 5 ' H 1T h e s p a t i a l e x p r e s s i o n p a t t e r n s o fG h C 4 H 1 。G h C H S la n d G h F

19、 3 ' 5 ' H 1g e n e sw e r e e x a m i n e db yr e a l ．t i m eq u a n t i t a t i v eP e R a n ds e m i ．q u a n t i t a t i v eP e R ．T h er e s u l t s i n d i c a t e dt h a tG h C 4 H 1 ，G h C H S la n dG h

20、F 3 ' 5 ' H 1 9 e n e w e r e p r e f e r e n t i a l l ye x p r e s s e d i nb r o w nf i b e r sd u r i n gd e v e l o p m e n t ，a n d t h eg e n e h a d h i g h e rt r a n s c r i p tl e v e l s i n b r o w n

21、f i b e r st h a n i t s n e a ri s o g e n i c l i n e s ( w h i t e c o t t o n ) ，s u g g e s t i n gt h a tt h e d i f f e r e n tc o l o ro f t h e c o t t o nf i b e rm a y b er e g u l a t e db yt h et r a n s c r

22、 i p tl e v e l sa n dt h e s eg e n e s m a yp l a ya ni m p o r t a n tr o l ei nb r o w n p i g m e n t a t i o no f c o t t o nf i b e r s ．W e a l s od e t e c t e dt h ee x i s t i n go f t h e s eg e n e si n t h

23、eg r e e nc o R o nf i b e r ．T h ee x p r e s s i o no fG h C H S li sa l m o s tu n d e t e c t a b l ew h i l et h ee x p r e s s i o no f G h C 4 H 1 a n d G h F 3 ' 5 ' H 1 a r eb e t w e e n b r o w n a n d

24、 w h i t e c o t t o n ，s u g g e s t i n g t h a tt h ep i g m e n to f b r o w n a n d g r e e n c o t t o nf i b e r sm a y b e d i f f e r e n tm a t e r i a l ．K e y w o r d ：f l a v o n o i d ，n a t u r a lc o l o