棉花纤维优势表达ghprp10基因的克隆及功能初步分析

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1、2011103025单位代码：10759石河子大学硕士摩像條弍棉花纤维优势表达G/lP兄P川基因的克隆及功能初步分析学位申请人____石淼指'导教师孙杰教授李艳军副教授申请学位门类级别理学硕士学科、专业名称____________遗传学研究方向植物分子遗传所在学院生命科学学院中国•新疆•石河子2015年6月棉花纤维优势表达GhPRP10基因的克隆及功能初步分析分类号：密级：学号：2011103025单位代码：10759石河子大学硕士学位论文棉花纤维优势表达GhPRP10基因的克隆及功能初步分析学位

2、申请人石淼指导教师孙杰教授李艳军副教授申请学位门类级别理学硕士学科、专业名称遗传学研究方向植物分子遗传所在学院生命科学学院中国·新疆·石河子2015年6月棉花纤维优势表达GhPRP10基因的克隆及功能初步分析CloningandFunctionalPreliminaryAnalysisofFiberEnrichedGeneGhPRP10inGossypiumhirsutumADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentof

3、theRequirementsfortheDegreeofMasterofNaturalScienceByShiMiao(Genetics)DissertationSupervisor：Prof.SunJieJune，2015棉花纤维优势表达GhPRP10基因的克隆及功能初步分析棉花纤维优势表达GhPRP10基因的克隆及功能初步分析摘要棉花是世界上重要的经济作物。棉纤维作为棉花的主要产品，已经成为纺织业的重要原料之一，纺织品的质量和效益取决于棉纤维的品质。因此，棉花分子育种研究的首要任务是提高棉纤

4、维品质。棉纤维是由棉花胚珠表皮细胞分化和发育形成的单细胞，其伸长率和最终长度远超过其它植物细胞，是研究植物细胞伸长和细胞壁生物合成的理想模型。棉纤维发育相关基因的克隆及其分子机制的研究，为利用基因工程技术提高棉纤维品质提供重要的理论依据和应用价值。富含脯氨酸蛋白（prolin-richprotein）是一类富含脯氨酸和羟脯氨酸的细胞壁结构蛋白,它不仅能够抵御外界病原菌的侵害、响应激素诱导和非生物胁迫，还能够调控植物的生长发育。本研究利用电子克隆结合RT-PCR技术，从12DPA（开花后天数）棉纤维

5、中克隆到一个编码富含脯氨酸蛋白(proline-richproteins,PRPs)基因，命名为GhPRP10（登录号KP036633）。研究该基因在棉花不同组织中的表达情况，通过转化不同模式生物进行表型观察，对该基因的功能进行初步分析，结果如下：1.该基因具有687bp的开放阅读框，共编码228个氨基酸，其中脯氨酸(Pro)含量为34.6%。序列分析发现GhPRP10蛋白具有N端信号肽和富含脯氨酸区域，属于第一类PRPs。2．实时荧光定量PCR(quantitativereal-timePCR)

6、结果显示，GhPRP10在棉纤维组织中优势表达，且受棉纤维发育调控，在纤维发育过程中的表达量呈现先升高后降低的趋势，在18DPA纤维中表达量最高，在21-27DPA纤维中表达量保持较高水平。因此推测该基因在纤维伸长和次生壁合成过程中发挥作用。3．为进一步研究GhPRP10基因在棉花纤维发育过程中功能，通过Gateway技术构建植物过量表达载体，并通过农杆菌介导的遗传转化法分别转化烟草BY-2悬浮细胞、SR1烟草、哥伦比亚拟南芥（Columbia）。通过观察BY-2细胞形态和测量细胞长度，结果显示转

7、基因BY-2细胞显著长于野生型细胞，表明该基因能够促进细胞伸长。通过测定拟南芥根长和植株叶面积，数据处理和统计学分析结果显示转基因拟南芥的整个植株的叶面积显著大于野生型的叶面积，转基因株系拟南芥根显著长于野生型，表明该基因不仅能够促进叶片的生长发育，而且能够促进拟南芥的根毛伸长，从而确定该基因在植物的生长发育方面发挥作用。构建绿色荧光蛋白GFP融合载体，通过烟草叶片的瞬时表达显示该基因定位在细胞边缘。将干扰载体和过量表达载体转化棉花YZ-1，获得抗性植株，为进一步研究该基因在棉纤维中的功能奠定基础

8、。关键词：棉纤维，富含脯氨酸蛋白，功能研究，Gateway技术，实时荧光定量PCRI棉花纤维优势表达GhPRP10基因的克隆及功能初步分析AbstractCottonisanimportantcashcropintheworld.Asthemainproductofcotton,cottonfibershavebeenbecomeanimportantmaterialforthetextileindustry,anditsqualityaffectsqualityandeffici