特異啟動子控制的GhGA20ox1基因?qū)γ藁ɡw維發(fā)育的影響.pdf

1、棉花是世界上最重要的天然纖維作物，也是最重要的經(jīng)濟作物。我國是世界上最大的紡織品生產(chǎn)國和消費國，棉花產(chǎn)業(yè)在我國的國民經(jīng)濟中具有舉足輕重的地位。近年來，隨著人民生活水平的提高和紡織技術(shù)的革新，對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)提出了更高的要求。一個優(yōu)良的棉花品種，不僅要產(chǎn)量高，而且纖維品質(zhì)要好，方能實現(xiàn)其最終產(chǎn)品價值?；蚬こ逃N技術(shù)可以打破物種間的遺傳障礙，實現(xiàn)優(yōu)良目的基因的定向轉(zhuǎn)移，同時具有后代易于穩(wěn)定，育種周期短等優(yōu)點，這為棉花纖維產(chǎn)量和品質(zhì)的改良提

2、供了新的途徑。 赤霉素(Gibberellins，GAs)是一類重要的植物激素，影響著高等植物生活史的各個階段，如種子萌發(fā)，莖的伸長，葉的伸展，花器官的誘導(dǎo)和發(fā)育及種子和果實的形成。研究表明，棉花纖維細胞的起始與伸長與IAA、GAs和BR等植物激素相關(guān)。在培養(yǎng)基中添加GA和IAA，培養(yǎng)的胚珠著生纖維的數(shù)量顯著增加；在田間自然生長狀態(tài)下，對開花前或開花后的花蕾和棉鈴?fù)馐〨A和IAA，可以明顯增加纖維細胞的數(shù)量。本實驗室前期克隆了棉

3、花GA20-氧化酶基因(GhGA20oxl)，并發(fā)現(xiàn)超量表達該基因能促進棉花GA合成，進而促進纖維起始和早期伸長。本論文在前期研究的基礎(chǔ)上，深入分析了GhGA20oxl基因的超量表達和RNA干擾對棉花(特別是纖維)發(fā)育的影響，進一步研究了Fbp7、E6和Sub啟動子驅(qū)動的GhGA20oxl正義與反義基因?qū)γ藁ㄉL發(fā)育的影響。主要結(jié)果如下： 觀察發(fā)現(xiàn)，GhGA20oxl超量表達的棉花表現(xiàn)出GA過量表達的性狀，如：植株變高、節(jié)間伸長

4、、葉片變小、現(xiàn)蕾開花晚、結(jié)實率低，并且纖維較野生型略長，種子略小。 通過遺傳轉(zhuǎn)化，共獲得特異啟動子Fbp7，E6和Sub調(diào)控下正義和反義的GhGA20oxl轉(zhuǎn)基因棉花植株83株，GUS檢驗均為陽性。經(jīng)RT-PCR分析，找出了基因表達量相對提高和降低的株系。對基因表達量相對提高和降低的株系進行Southern blotting分析，證實了GhGA20oxl基因均以單拷貝的形式整合到棉花基因組中。對轉(zhuǎn)基因植株表型的觀察，未發(fā)現(xiàn)特異啟

5、動子Fbp7、E6和Sub調(diào)控下的GhGA200x1正義和反義表達的植株與野生型植株有顯著差異。 對Fbp7：GA20和Fbp7：AntiGA20植株0DPA的胚珠進行掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)Fbp7：AntiGA20的轉(zhuǎn)基因棉花胚珠表面纖維細胞突起數(shù)目減少，35S：GA20的纖維突起明顯。對35S：GA20、35S：GA20RNAi、Fbp7：GA20和Fbp7：AntiGA20植株1DPA的胚珠進行石蠟切片觀察，發(fā)現(xiàn)35S：GA2

6、0RNAi的纖維突起數(shù)目較少，其余轉(zhuǎn)基因棉花株系未觀察到明顯差異。對35S：GA20、35S：GA20RNAi、Fbp7：GA20、Fbp7：AntiGA20、E6：AntiGA20、Sub：GA20和Sub：AntiGA20轉(zhuǎn)基因棉花成熟纖維數(shù)目進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)Fbp7：AntiGA20和35S：GA20RNAi轉(zhuǎn)基因棉花植株單粒種子著生的長纖維數(shù)量都比對照少。 對轉(zhuǎn)基因棉花纖維進行品質(zhì)檢測，結(jié)果表明，F(xiàn)bp7：GA20轉(zhuǎn)基因棉