棉花(gossypium hirsutum)纤维发育的转录调控及非生物胁迫应答研究

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1、万方数据分类号——UDC季·尹舌爹黪方雩密级——编号——博士学位论文叠蕉王鱼垒墅埋主丝丝丝地丝丝丝≥红丝筮宜鱼转录调控及非生物胁迫应答研究学位申请人姓名：张杰申请学位学生类别：全旦剑蝰±申请学位学科专业：揸堑至指导教师姓名：垒至窒熬蹩⑨⋯DOCTOR⋯ALDIgS⋯万方数据博士学位论文棉花(Gossypiumhirsutum)纤维发育的转录调控及非生物胁迫应答研究论文作者：张杰指导教师：李学宝教授学科专业：植物学研究方向：植物分子遗传学华中师范大学生命科学学院2014年9月万方数据DissertationStudyOHthetranscriptionalregula

2、tionoffiberdevelopmentofcotton(Gossypiumhirsutum)anditsresponsetoabioticstressJieZhangSupervisor：XuebaoLiMajor：BotanyResearchArea：PlantMolecularGeneticsCollegeofLifeScienceCentralChinaNormalUniversitySeptember,2014⑧万方数据博士学位论文DOCTORALDISSERlArION华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论

3、文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：B凝：f∑年6茂l6B学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段

4、保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密，在——年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：蜀巳墨日期：心年‘月内日本人已经认真阅读“CALLS高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交“CALLS高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的规定享受相关权益。回童途塞握童履澄卮!旦圭生；旦二生i旦三生筮查!作者签名：费乞尘导师签名：茎髻重日期：齿年6月／。日日飙

5、∑年《只11日⑧万方数据博士学位论文DOCTORALDISSERTATION摘要棉花不仅

6、是世界上重要的经济作物，也是纺织工业的重要原料和战略物资。棉花纤维细胞是一种易于分离且较长的植物细胞，其细胞次生壁90％以上的成分为纤维素，因此，棉花纤维也被作为一种研究植物细胞伸长、细胞壁建成以及纤维素生物合成的模型之一。棉花纤维是由胚珠(种子)外珠被表皮细胞经分化起始、伸长(初生壁合成)、增厚(次生壁合成)以及脱水成熟等过程发育而成的单细胞表皮毛。其中，纤维细胞的起始决定了最终纤维的数量，纤维细胞的伸长决定了成熟细胞的长度，次生壁合成决定了纤维的强度。因此，克隆棉花纤维发育相关基因并解析其基因产物的功能及分子调控机制不仅具有重要的理论意义，而且对提高棉纤维产量和

7、品质具有重要的应用价值。本实验室从棉花中分离了26个NAC基因家族成员(eDNA)，分别命名为GhNACl—26。本文对其中一个NAC转录因子(GhNACl)在棉纤维次生壁加厚过程中的功能进行了研究。此外，本文也对一个编码棉花丝裂原活化蛋白激酶的GhMPKl7基因进行了研究。主要研究结果如下：1．GhNACl在棉纤维发育过程中的表达分析GhNACI与拟南芥中NSTl、NST2以及SNDI(NST3)的同源性较高，且基因结构类似。通J立qRT-PCR实验结果发现，除了在下胚轴中具有微弱的表达外，GhNACl在棉纤维发育的次生壁加厚初期优势表达，且随着纤维发育该基因表达

8、量逐渐升高，至开花后20天其在纤维中的表达量达到峰值。GhNACl启动子表达模式与其组织表达情况也较为一致。另外，GhNAC2在伸长和次生壁加厚期的棉纤维中特异表达，其在纤维中的表达谱与GhNACl类似。2．GhNACI过量表达对棉纤维次生壁发育的影响为了探究GhNACl在棉纤维发育中的功能，构建了GhNACl过量表达载体(GhNACl0E)和RNA干扰(RNAi)载体，转化棉花，获得大量转基因棉花植株。通过组织切片、观察统计、x射线衍射、CJC．MS等方法分析发现，在GhNACl过量表达的情况下，棉花叶柄木质部细胞中木质素与纤维素含量增多，且在皮层以及髓细胞中