论文摘要
几千个基因在棉纤维发育过程中起作用,相关基因的分离鉴定以及功能研究起步较晚,但进展很快。本试验从已经报道的纤维发育相关基因中选出10个在棉纤维发育中优势表达的基因,以14个纤维品质具有差异的棉花品种（或品系）为研究材料,利用实时荧光定量PCR技术检测10个基因在不同纤维发育时期的相对表达量,以期研究这些基因的表达水平与纤维品质各指标的相关性。综合分析各基因在不同棉花品种（或品系）中于0DPA、5DPA、10DPA、15DPA、20DPA和23DPA的表达谱发现:GhExp1基因、GhCIPK1基因、GhPL基因为纤维伸长期优势表达基因;GhRacA和GhRacB在纤维伸长的前期及次生壁加厚期高表达;GhACT1在伸长期扣次生壁加厚期优势表达;纤维素合酶基因（GhCelA1和GhCelA3）在纤维伸长的后期至次生壁加厚期优势表达;蔗糖合酶GhSus1基因在纤维伸长早期和次生壁加厚期优势表达,GhSusA1的优势表达主要集中在0-5DPA这一时期。大部分基因在低表达时其表达高低与纤维品质显著相关,而在表达量高峰期其表达高低与纤维品质没有相关性。GhRacA基因的表达是个例外,GhRacA在23DPA高表达且表达量与纤维品质显著正相关。GhExp1基因在20DPA的表达水平与纤维比强度和整齐度呈显著负相关与伸长率呈极显著正相关;GhPL基因在23DPA的表达水平与纤维长度呈显著负相关;GhRacA基因在5DPA和23DPA的表达水平都与纤维的伸长率呈极显著的正相关;GhRacB基因在10DPA的表达水平与纤维长度和整齐度呈显著负相关;GhCelA1基因在5DPA的表达水平与纤维长度呈显著正相关,与马克隆值呈显著负相关,在10DPA的表达水平与马克隆值呈显著正相关,与伸长率达到极显著正相关,与比强度呈显著负相关,与纤维长度和整齐度呈极显著负相关;GhCIPK1、GhACT1、蔗糖合酶基因（GhSus1和GhSusA1）和GhCelA3 5个基因在14个棉花品种（或品系）纤维发育的各时期与纤维品质的各指标无显著相关性。为了研究棉花内源β-1,4-葡糖苷酶基因（GhBG）在棉纤维发育中的可能功能,本试验构建了由纤维特异启动子E6驱动的GhBG基因植物表达载体,通过农杆菌介导法将GhBG基因转化泗棉3号,对再生植株进行标记基因和目的基因的PCR检测,来自6个克隆的56个单株是阳性植株,嫁接成活48株。部分植株的Southern杂交表明基因已导入棉花基因组中。获得6个愈伤系的17个单株的种子,对这些株系后代进行目的基因PCR检测和卡那霉素检测。目的基因的分离比例都符合孟德尔一对基因的分离比例（3:1）,和卡那霉素检测结果一致;选育出了1个转GhBG基因的T3纯合株系（504-5）。取株系504-5和对照开花当天（0DPA）,开花后5 DPA、10 DPA、15 DPA、20DPA和23DPA的胚珠或纤维,提取其RNA,对GhBG基因进行荧光实时定量PCR分析,结果表明,GhBG基因在株系504-5中5DPA、10DPA和20DPA这三个时期表达量显著高于对照。对T1和T2纤维素含量测定结果发现,转基因植株和受体纤维素含量无差异;T1和T2代株系棉纤维样品进行HVI900（ICC标准）品质检测,对纯合株系的分析表明:转基因棉花纤维长度和比强度较对照相比有明显降低,而伸长率显著增加。由此推测,GhBG基因的过量表达对纤维长度和比强度有影响。