陸地棉BTB蛋白的生物信息學分析、克隆和功能初步研究.pdf

1、棉花（Gossypium L.）是全球重要的經(jīng)濟作物，是天然紡織工業(yè)的主要原料。隨著紡織技術的發(fā)展以及人們生活水平的提高，紡織工業(yè)對棉纖維品質(zhì)的要求愈來愈高，尤其是需要纖維比強度更高的棉纖維。棉纖維品質(zhì)改良現(xiàn)已成為棉花生物學研究領域的一個重要熱點問題。棉纖維發(fā)育過程可分為四個階段：起始分化期、伸長期、次生壁加厚期和脫水成熟期，其中次生壁加厚期與棉纖維的比強度形成關系密切。成熟棉纖維主要結構是細胞壁，在植物中細胞骨架引導細胞壁的合成。BT

2、B蛋白家族是類Kuppel鋅指蛋白家族之一，能夠通過引導細胞骨架的形成和發(fā)展而影響細胞壁的合成，進而影響整個棉纖維品質(zhì)的形成。
　　本研究在對陸地棉基因組中BTB蛋白家族進行鑒定和系統(tǒng)分析的基礎上，以陸地棉纖維高斷裂比強度品系69307和低斷裂比強度品系69362為試驗材料，克隆了GhBTB1基因，并對該基因的功能進行了初步驗證，初步揭示GhBTB1基因在陸地棉纖維發(fā)育過程中的功能。其研究結果如下：
　　1.陸地棉BTB蛋白

3、進化關系的系統(tǒng)分析。本研究通過生物信息學比對從陸地棉(G.hirsutum L.)蛋白庫中鑒定出了10個BTBs基因，按聚類分析分為3個亞家族；并系統(tǒng)分析了家族成員的基因結構、蛋白保守結構域、基本理化性質(zhì)和二級結構，結果表明BTB蛋白家族在進化上具有高度保守性，為進一步研究棉花BTB蛋白的功能奠定基礎。
　　2.GhBTB1的克隆。利用同源克隆方法克隆了GhBTB1的全長cDNA，對其基本理化性質(zhì)發(fā)現(xiàn)該蛋白的相對分子質(zhì)量為49.4

4、88kD，理論等點電為5.73，屬于疏水蛋白，結構比較穩(wěn)定；二級結構分析發(fā)現(xiàn)該蛋白主要由α-螺旋、延伸鏈和無規(guī)則卷曲等組成；信號肽預測分析發(fā)現(xiàn)該蛋白沒有信號肽，也沒有跨膜結構，推測該蛋白可能屬于非分泌蛋白?；蜻M化樹分析發(fā)現(xiàn)，該蛋白與可可蛋白屬于同一分支，與雷蒙德氏棉親緣關系比較近，并且該蛋白與擬南芥、水稻的相似性為77.42％，說明GhBTB1蛋白結構具有高度保守性。
　　3.GhBTB1表達模式分析。實時熒光定量RT-PCR分

5、析顯示，在材料69307中20DPA表達量達到峰值，在材料69362中30DPA表達量達到峰值，結果表明GhBTB1在棉纖維細胞發(fā)育過程的次生壁加厚期具有優(yōu)勢表達特性。
　　4.GhBTB1功能初探。將該基因與PBI121載體連接，置于35S強啟動子下游構建了真核過表達載體，成功轉化野生型擬南芥；通過抗生素卡那霉素抗性篩選和PCR擴增，獲得了轉基因型擬南芥；并觀察了T2代轉基因擬南芥植株的表型變化。結果表明轉基因擬南芥植株比野生型