1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
棉花(gossypium)是全球性的重要经济作物之一,是天然纤维纺织工业的重要原材料,在农业及国民生产中占据着重要的地位。
但是,随着纺织业的发展,新的纺织技术对棉花纤维品质的要求越来越高,因此,培育纤维长、强、细兼备的纤维品质优良的棉花新品种是目前棉花育种工作者的重要目标之一。
分离、鉴定与棉纤维发育相关的关键基因,研究其表达模式及其在纤维发育种的调控机制,揭示棉纤维发育的分子遗传基础,进而用于棉花纤维的品质的改良。
2. 研究的基本内容和问题
研究NAC转录因子Gh_D12G2359基因在棉花纤维发育过程中的表达情况,并通过转化拟南芥研究该基因在棉花纤维细胞次生壁加厚过程中作用,阐明其转录调控机制,为进一步提高棉花品质改良提供重要的基因资源。
3. 研究的方法与方案
实验方案:1.拟南芥的无菌培养和种植2.实时定量荧光pcr,分析gh_d12g2359基因在不同材料和各发育时期的相对表达水平。
3.利用软件seqhunter1.0进行序列比对,选出相似度最高的前20个基因,再利用实验室已有的棉花各基因在不同器官及不同发育时期表达量数据库,找出在纤维发育后期特异高表达的基因,筛选出四个gh_d12g2359基因下游的myb基因,即gh_d07g1305,gh_a08g0993,gh_a03g0166和gh_d13g22614.蛋白亚细胞定位 绿色荧光蛋白标记的一个nac基因gh_d12g2359和四个myb基因gh_d07g1305,gh_a08g0993,gh_a03g0166和gh_d13g2261定位于细胞核。
5.转录自激活gh_d12g2359基因与gal4基因融合,两者互作从而激活报告基因his和β-gal的表达,酵母菌株可在缺素培养基上生长。
4. 研究创新点
目前有关nac转录因子的研究主要集中在拟南芥和水稻等模式植物中。
在棉花少量的研究中,则主要集中在抗盐,抗冷,抗旱等非生物胁迫的生物学功能上,而对纤维次生壁的加厚方面的研究甚少。
本实验着眼于研究gh_d12g2359基因在棉花纤维次生壁形成中的调控作用,探索棉花高强纤维形成的分子机制。
5. 研究计划与进展
8月10日-8月30日 实时定量荧光pcr8月31日-9月10日酵母转录自激活9月11日-9月30日蛋白亚细胞定位 绿色荧光蛋白标记的一个nac基因和四个myb基因定位于细胞核。
10月1日-10月31日 构建载体35s启动子 gh_d12g2359基因cds gfp 35s启动子 gh_d07g1305基因cds gfp35s启动子 gh_a08g0993基因cds gfp 35s启动子 gh_a03g0166基因cds gfp35s启动子 gh_d13g2261基因cds gfp snd1启动子 gh_d12g2359基因cds gfp11月1日-11月15日拟南芥的无菌培养和种植11月16日-12月15日五个过表达载体转化拟南芥,观察是否有次生壁异位沉积的表现。
同时,利用rt pcr分析与次生壁发育相关的转录因子和次生壁多糖合成的相关基因的表达是否发生了明显的上调。
