雷蒙德氏棉HSP70基因家族進化與GhHSP70-20的功能解析.pdf

1、棉花是全球重要的紡織原料之一,具有極其重要的經(jīng)濟價值。熱激蛋白70家族(HSP70)是一類在進化過程中高度保守的分子伴侶型蛋白,在脅迫和非脅迫情況下幫助蛋白質(zhì)的正確折疊,并廣泛參與植物生長發(fā)育的各個階段。本文通過研究棉花HSP70基因家族的功能,為下一步深入研究棉纖維發(fā)育過程中的分子調(diào)控機理提供基礎(chǔ),主要結(jié)果如下:
　　1.利用隱馬可鏈夫模型(HMM)對雷蒙德氏棉全基因組進行HSP70家族基因預(yù)測,共得到30個HSP70家族成員。

2、對GrHSP70基因的結(jié)構(gòu)、染色體分布以及系統(tǒng)進化關(guān)系進行生物信息學(xué)分析,結(jié)果表明,HSP70基因超家族可根據(jù)亞細胞定位進行分組,各組中的基因具有相對保守的結(jié)構(gòu)特征和基序分布。通過比較棉纖維發(fā)育不同時期的深度測序表達譜數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)大量HSP70家族基因可能參于棉纖維的發(fā)育過程。
　　2.利用PCR技術(shù)克隆到棉花GhHSP70-20基因的全長CDS序列,構(gòu)建其sGFP融合表達載體,通過基因槍轟擊洋蔥表皮細胞對棉花HSP70-20基因的

3、的亞細胞定位進行驗證,結(jié)果表明該基因定位于細胞質(zhì)中。
　　3.利用RT-PCR研究棉花GhHSP70-20基因轉(zhuǎn)錄水平上的表達模式。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在高溫脅迫下,棉花 GhHSP70-20表達量增高顯著,證明該基因為熱響應(yīng)型 HSP70基因。GhHSP70-20基因的表達情況受棉纖維發(fā)育不同階段的調(diào)控,在棉纖維發(fā)育的伸長期的表達量最高,并且GhHSP70-20基因在野生型材料中表達量高于Li-1突變體材料。
　　4.將棉花GhHS

4、P70-20基因構(gòu)建超表達載體和反義表達載體,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入法轉(zhuǎn)化擬南芥,獲得T2代植株。發(fā)現(xiàn)GhHSP70-20基因反義表達植株對鹽和ABA的敏感性增強。
　　5.克隆棉花HSP70-20基因的啟動子區(qū)域,進行順式作用元件分析,并將1200bp的啟動子基因片段利用Gateway技術(shù)構(gòu)造啟動子GUS融合載體,農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入擬南芥中,獲得T1代植株,進行GUS染色發(fā)現(xiàn),HSP70-20基因的表達具有時空性,在葉脈和角果中表達量較