2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、棉花是世界上重要的天然纖維作物之一,是紡織工業(yè)重要的原材料。目前,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(qiáng)度更高的棉纖維。提高棉纖維品質(zhì)變得日益重要,現(xiàn)在已變成棉花生物學(xué)研究領(lǐng)域的一個重要研究熱點(diǎn)。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(qiáng)度的形成關(guān)系密切。成熟棉纖維的主要結(jié)構(gòu)是細(xì)胞壁,果膠作為細(xì)胞壁的重要組成成分,其新陳代謝與纖維品質(zhì)形成關(guān)系密切。本研究對棉

2、花基因組中的果膠甲酯酶(Pectin methylesterase,PME; EC3.1.1.11)家族基因進(jìn)行鑒定和系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,以陸地棉(69307)和亞洲棉(石系亞1號)為實(shí)驗(yàn)材料,結(jié)合已有EST等轉(zhuǎn)錄信息,對果膠甲酯酶基因家族的部分成員進(jìn)行表達(dá)分析,鑒定出了在纖維細(xì)胞中優(yōu)勢表達(dá)的成員,并對其在纖維細(xì)胞不同時期的表達(dá)量進(jìn)行了系統(tǒng)分析,最后對果膠甲酯酶基因的功能進(jìn)行了初步驗(yàn)證。
  比較系統(tǒng)的分析了棉花A、D、AD基因組中

3、的果膠甲酯酶基因家族成員。利用棉屬異源四倍體陸地棉基因組(AD組)、二倍體雷蒙德氏棉基因組(A組)和亞洲棉(D組)基因組信息,共鑒定出293個PMEs基因成員,其中AD組135個(GhPME001-GhPME135), A組80個(GaPME01-GaPME80),D組78個(GrPME01-GrPME78),是一類在植物進(jìn)化中相對比較保守的家族。
  系統(tǒng)的分析了果膠甲酯酶基因家族的進(jìn)化關(guān)系。本研究從四倍體陸地棉(G. hirs

4、utum L.)蛋白庫中鑒定出了135個PMEs基因,按聚類關(guān)系分為8個亞家族;從二倍體亞洲棉(G. arboretumL.)中鑒定了80個PMEs基因,按聚類關(guān)系分成4個亞家族;從二倍體雷蒙德氏棉(G. raimondii)中鑒定了78個PMEs基因,按聚類關(guān)系分成4個亞家族,并系統(tǒng)分析了其基因結(jié)構(gòu)、蛋白保守結(jié)構(gòu)域、蛋白理化性質(zhì)、空間立體結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)和進(jìn)化情況,為進(jìn)一步研究棉花基因組中的PMEs基因功能奠定基礎(chǔ)。我們做了棉花和其他從

5、進(jìn)化樹分析可知,同一物種內(nèi)的PMEs基因序列相似性較高,親緣關(guān)系也相對較近;基因結(jié)構(gòu)分析結(jié)果顯示,大部分PMEs基因的外顯子數(shù)量都為2-3個,少數(shù)PMEs基因的外顯子數(shù)量差異較大,4-6個不等。對保守結(jié)構(gòu)域分析可知,PMEs家族基因都具有C-末端相對保守的結(jié)構(gòu)域Pectinesterase(PME),而N末端在進(jìn)化過程中較不嚴(yán)格,部分該家族成員含有Pectin methylesterase inhibitor(PMEI)保守結(jié)構(gòu)域。為進(jìn)

6、一步研究棉花中PMEs基因的功能提供了重要依據(jù)。
  本研究表達(dá)譜研究結(jié)果表明,亞洲棉PMEs家族第一亞家族的基因在不同纖維發(fā)育時期中的表達(dá)水平不同,其中16個基因在次生壁加厚期表達(dá)水平較高,在其他時期表達(dá)水平較低,存在組織特異性。我們通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)有四個基因在陸地棉和亞洲棉纖維次生壁加厚期表達(dá)量差異較大,分析他們的基因結(jié)構(gòu),保守結(jié)構(gòu)域及Motif均沒有差異,但他們在啟動子元件方面有一定的差異。
  三個棉種果膠甲酯酶基

7、因家族成員的進(jìn)化壓力Ka/Ks值均小于1。Ka/Ks的比值說明復(fù)制事件過后,復(fù)制的基因經(jīng)歷了純化選擇。
  GhPME36的表性分析??寺×嗣藁℅hPME36基因。構(gòu)建了pBI121-GhPME36超表達(dá)載體,采用花浸法成功轉(zhuǎn)化野生型擬南芥Col-0,結(jié)果顯示GhPME36的株高,蓮座葉長度,抽薹開花時間和根長與野生型表型有明顯差異,果莢大小基本相同。
  GhJAZ轉(zhuǎn)基因擬南芥的表性分型為,根長增加,抽薹開花提前,果莢變短

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