摘要: 棉花是我国最重要的经济作物之一，也是主要的自然纤维作物。棉纤维是由胚珠外的单个表皮细胞分化发育而来的，棉纤维发育的各个时期中有多种不同的基因共同参与纤维形态的建成，因此发现和研究棉花纤维发育相关基因具有重要的理论价值与现实意义。本... 展开 棉花是我国最重要的经济作物之一，也是主要的自然纤维作物。棉纤维是由胚珠外的单个表皮细胞分化发育而来的，棉纤维发育的各个时期中有多种不同的基因共同参与纤维形态的建成，因此发现和研究棉花纤维发育相关基因具有重要的理论价值与现实意义。本实验从新乡小吉无绒无絮(XinWX)和无绒有絮(XinFLM)纤维起始期竞争杂交的29K芯片上挑选了具有极显著性差异的三个基因GhAOC、GhHPSE、GhGDSL，分别克隆到这三个基因在不同棉种中的序列，对序列进行结构、染色体定位等分析，并通过关联分析和定量表达结果进行功能分析，表明三个基因均参与纤维发育过程，为深入了解纤维发育的分子机制和后续转基因研究提供了基因资源。 丙二烯氧化物环化酶基因(GhAOC) ORF全长741bp，编码246个氨基酸，在四倍体棉种中含2个拷贝，利用SNP技术将其中一个拷贝定位于D8(Chr.24)染色体上。该基因含有2个内含子，其中第二个内含子在二倍体A、D组和四倍体A、D亚组之间长度存在差异。Q-PCR结果表明，GhAOC基因在开花后8-23DPA纤维发育时期表达量高，而且在该基因转录高峰时期，在TM-1中表达量均显著高于H7124。利用[(TM-1×H7124)×TM-1]BC1S1分离群体的纤维品质数据与来自D亚组的GhAOC基因进行关联分析，结果显示，该基因与纤维比强度（来自2005年纤维检测结果）存在显著相关，其纯合基因型（与TM-1相同基因型）纤维比强度平均值显著高于杂合基因型平均值，与Q-PCR分析结果一致。推测GhAOC基因表达与纤维次生壁加厚相关，直接关系到纤维比强度等品质性状。 乙酰肝素酶基因(GhHPSE) ORF全长1641bp，编码546个氨基酸，含有8个内含子，在四倍体棉种中含2个拷贝，分别定位于A8(Chr.8)、D8(Chr.24)染色体上。Q-PCR结果表明，GhHPSE基因在5-23DPA纤维中表达量高。利用[(TM-1×H7124)×TM-1]BC1S1分离群体的纤维品质和种子油分、蛋白品质数据分别与A、D亚组的两个拷贝进行关联分析，结果显示该基因A亚组的拷贝与种子蛋白质含量（来自2004年种子蛋白检测结果）存在显著性相关，D亚组与纤维比强度（来自2008年纤维检测结果）、种子蛋白质含量（来自2003年种子蛋白检测结果）、种子脂肪含量（来自2004年种子脂肪检测结果）存在显著性相关。在优质纤维品种7235与TM-1构建的RIL群体中，利用两年两点的纤维品质数据，关联分析表明该基因D亚组拷贝与纤维比强度、马克隆值、成熟度指数和反射率存在显著或极显著相关。综合GhHPSE基因在2个群体中的关联分析结果，表明其D亚组的拷贝在纤维品质，特别是在纤维比强度等重要品质性状的形成中发挥更大作用。 GDSL脂肪酶基因（GhGDSL）0RF全长1062bp，编码353个氨基酸，在四倍体棉种中含2个拷贝，分别定位于A4(Chr.4)、D4(Chr.22)染色体上。该基因含有4个内含子，其中第二个内含子在二倍体A、D组和四倍体A、D亚组之间长度存在显著差异。Q-PCR结果表明，GhGDSL基因在H7124中，3-14DPA纤维中表达量逐渐由升高到降低，表达高峰在8DPA。在TM-1中，5DPA到10DPA期间在纤维中表达量高，10DPA之后明显下降。利用[(TM-1×H7124)×TM-1] BC1S1分离群体的纤维品质和种子油分、蛋白品质数据分别与A、D亚组的两个拷贝进行关联分析，结果显示，该基因A亚组的拷贝与种子脂肪含量（来自2003年种子脂肪检测结果）存在显著性相关，D亚组的拷贝与种子蛋白质含量（来自2003年种子蛋白质检测结果）存在显著性相关。推测GhGDSL基因主要参与棉花种子脂肪代谢和蛋白的形成过程。 收起