【作者】:张国芳

　　　【出版年】:2008

　　　　【页码】:p.1-54

　　　【总页数】:54p

　　【授予学位】:硕士

【授予学位单位】:西南大学

　　【导师姓名】:裴炎

　　【研究专业】:生物化学与分子生物学

　　　【馆藏号】:Y1263595

　　　【分类号】:S562

　　　【关键词】:棉花纤维; GhGA20ox1基因; 特异启动子控制

　　【正文语种】:CHI

　　　　【文摘】:棉花是世界上最重要的天然纤维作物，也是最重要的经济作物。我国是世界上最大的纺织品生产国和消费国，棉花产业在我国的国民经济中具有举足轻重的地位。近年来，随着人民生活水平的提高和纺织技术的革新，对棉花产量和品质提出了更高的要求。一个优良的棉花品种，不仅要产量高，而且纤维品质要好，方能实现其最终产品价值。基因工程育种技术可以打破物种间的遗传障碍，实现优良目的基因的定向转移，同时具有后代易于稳定，育种周期短等优点，这为棉花纤维产量和品质的改良提供了新的途径。赤霉素(Gibberellins，GAs)是一类重要的植物激素，影响着高等植物生活史的各个阶段，如种子萌发，茎的伸长，叶的伸展，花器官的诱导和发育及种子和果实的形成。研究表明，棉花纤维细胞的起始与伸长与IAA、GAs和BR等植物激素相关。在培养基中添加GA和IAA，培养的胚珠着生纤维的数量显著增加；在田间自然生长状态下，对开花前或开花后的花蕾和棉铃外施GA和IAA，可以明显增加纤维细胞的数量。本实验室前期克隆了棉花GA20-氧化酶基因(GhGA20oxl)，并发现超量表达该基因能促进棉花GA合成，进而促进纤维起始和早期伸长。本论文在前期研究的基础上，深入分析了GhGA20oxl基因的超量表达和RNA干扰对棉花(特别是纤维)发育的影响，进一步研究了Fbp7、E6和Sub启动子驱动的GhGA20oxl正义与反义基因对棉花生长发育的影响。主要结果如下：观察发现，GhGA20oxl超量表达的棉花表现出GA过量表达的性状，如：植株变高、节间伸长、叶片变小、现蕾开花晚、结实率低，并且纤维较野生型略长，种子略小。通过遗传转化，共获得特异启动子Fbp7，E6和Sub调控下正义和反义的GhGA20oxl转基因棉花植株83株，GUS检验均为阳性。经RT-PCR分析，找出了基因表达量相对提高和降低的株系。对基因表达量相对提高和降低的株系进行Southernblotting分析，证实了GhGA20oxl基因均以单拷贝的形式整合到棉花基因组中。对转基因植株表型的观察，未发现特异启动子Fbp7、E6和Sub调控下的GhGA200x1正义和反义表达的植株与野生型植株有显著差异。对Fbp7：GA20和Fbp7：AntiGA20植株0DPA的胚珠进行扫描电镜观察，发现Fbp7：AntiGA20的转基因棉花胚珠表面纤维细胞突起数目减少，35S：GA20的纤维突起明显。对35S：GA20、35S：GA20RNAi、Fbp7：GA20和Fbp7：AntiGA20植株1DPA的胚珠进行石蜡切片观察，发现35S：GA20RNAi的纤维突起数目较少，其余转基因棉花株系未观察到明显差异。对35S：GA20、35S：GA20RNAi、Fbp7：GA20、Fbp7：AntiGA20、E6：AntiGA20、Sub：GA20和Sub：AntiGA20转基因棉花成熟纤维数目进行统计，发现Fbp7：AntiGA20和35S：GA20RNAi转基因棉花植株单粒种子着生的长纤维数量都比对照少。对转基因棉花纤维进行品质检测，结果表明，Fbp7：GA20转基因棉花纤维的细度和强度均比对照有所改良，但改良程度不及超量表达植株。上述结果说明，GhGA20oxl基因在棉花纤维发育和品质形成中具有重要的作用。