摘要: 棉花不仅是重要的纤维，也是重要的油料作物。脂肪酸合成相关代谢在棉花种子的油分含量和组分、纤维发育，抗病抗逆等调控进程中起着重要作用。近年来棉花分子生物学研究得到长足进展，尤其是在棉花纤维的产量和品质改良的研究方面取得了较多成果，但... 展开 棉花不仅是重要的纤维，也是重要的油料作物。脂肪酸合成相关代谢在棉花种子的油分含量和组分、纤维发育，抗病抗逆等调控进程中起着重要作用。近年来棉花分子生物学研究得到长足进展，尤其是在棉花纤维的产量和品质改良的研究方面取得了较多成果，但在棉籽油的含量和组分改良的研究方面相对匮乏。本研究以最新公布的二倍体雷蒙德氏棉全基因组序列为背景，结合相关生物信息学软件和技术，分别鉴定与棉花脂肪酸代谢相关的三个基因的家族成员，并对这其进行系统进化、基因结构以及表达特征等方面分析: 1、通过鉴定分别获得8个LPAT，9个SAD，19个FAD基因家族成员。根据其在染色体上的位置顺序分别命名为GrLPAT1-GrLAPT8，GrSAD1-GrSAD9和GrFAD1-GrFAD19。系统进化分析表明棉花8个LPAT基因分为4类，分布在6条染色体上;9个SAD基因分为两类，分布于5条染色体上;19个FAD基因分为两类，分布于11条染色体上。在基因结构上:所有棉花的LPAT基因都存在2个以上的内含子;SAD基因的Ⅰ类除GrSAD1没有内含子，其他6个基因都含有2个内含子，而Ⅱ类都含有一个内含子;FAD基因的Ⅰa类都有7个内含子，Ⅰb类基因中除了GrFAD17和GrFAD18有内含子外，其他四个基因的编码区均无内含子的存在，Ⅱ类基因中四个有内含子，另外四个则没有内含子。这种基因结构上的多样性，可能与基因的功能有关。 2、以陆地棉7235的根、茎、叶以及不同发育时期的胚珠和纤维为材料，通过荧光定量PCR技术，研究了上述基因家族成员的表达特征。表达分析发现，三个基因家族的基因表达特征都呈现多样性。其中，SAD2，SAD4和FAD19在不同发育时期的棉花胚珠中优势表达;8个LPAT基因均在纤维中优势表达，同时SAD9、FAD3、FAD6、FAD7、FAD13以及FAD16也在纤维中优势表达。说明这些基因的表达与棉纤维发育及种子发育相关。 3、分别选择棉花种子高油和低油材料对GrSAD2，GrSAD4和GrFAD19进行表达特征分析，发现三个基因在高油和低油棉花材料中的表达均有明显差异，尤其是在种子发育后期。进一步从高油和低油材料中克隆了三个基因的基因组序列，测序分析后发现高油和低油材料中SAD4基因A亚组序列存在两处碱基的差异位点。基于该位点差异开发基因专化的SNP标记，分析含286个不同棉花品种的自然群体中该基因差异与脂肪酸含量和纤维品质等性状指标的关联，结果表明第二处差异(TT/--)与油酸，亚油酸，O/L值以及纤维的马克隆值存在显著(P＜0.05)或极显著相关(P＜0.01)。推测SAD4基因与棉花纤维和种子品质相关。 收起