论文摘要
棉纤维是最重要的纺织原料之一,它是由单个胚珠表皮细胞分化而来。纤维的发育历经纤维起始、纤维伸长、次生壁增厚及脱水成熟四个互有重叠的阶段,整个发育过程约需50～60天。纤维细胞发育整个过程只进行核内复制而不发生细胞分裂,细胞增长高度同步,是研究细胞发育的理想材料。同时,纤维细胞的次生细胞壁几乎全部由纤维素构成,因此,纤维发育也是研究纤维素生物合成的理想系统。棉纤维发育是一个由基因时序控制的复杂过程,阐明其机理将为利用基因工程技术改良棉纤维品质奠定良好的理论基础。赤霉素（GAs）在植物的种子萌发,茎的伸长和花的发育等许多方面起着非常重要的作用。最近几年,对GA生物合成及其信号传导途径相关基因的研究取得了惊人的进展。赤霉素在棉花生长发育中起关键作用,通过对赤霉素信号传导的研究已经鉴定出了一些介入赤霉素信号传导途径的重要基因。我们利用电子克隆和RT-PCR技术,通过对棉花EST的搜集、比对、组装,克隆得到了棉花中的两个新的F-box蛋白基因,测序及生物信息学分析表明这两个基因cDNA全长分别为866bp和657bp,分别编码162个和161个氨基酸。它所编码的氨基酸序列包含植物F-box蛋白家族特有的F-box结构域,我们将其分别命名为GhFB1、GhFB2,并在GenBank核酸数据库中申请了登陆号:EF419428,EF503623。用ClustalW软件进行多重比对分析表明,这两个F-box蛋白与水稻OsGID2,拟南芥AtSLY1具有高同源性。系统进化分析表明,棉花GhFB1,GhFB2在进化上与水稻OsGID2,拟南芥AtSLY1聚为一类。序列分析表明此基因为F-box蛋白基因家族的新成员,可能在棉花GA信号传导途径中扮演重要角色。我们采用同样的方法得到了与水稻OsGID1蛋白具有同源性的棉花GID1蛋白序列。表达分析表明GhFB1和GhFB2基因在根、下胚轴、叶、茎、花和纤维中都有表达,而且均在棉花纤维起始和伸长时期有优势表达,推测这2个基因在棉纤维早期发育中可能起重要功能。利用荧光定量PCR实验我们检测了棉纤维发育早期GhGID1在胚珠和棉叶中的动态变化,结果表明GhGID1在棉花纤维的伸长时期具有高表达量,说明该基因可能与棉纤维的伸长有关。本研究利用一种简单并且有效的HPLC方法分离和检测了棉花中GA3含量。由于具有对GA3的高吸附性,S-8大孔树脂非常有利于GA3的分离纯化。我们利用本研究的新方法检测了棉花胚珠和棉叶,并将该方法与以前的GA3的检测方法相比较。结果显示本研究所使用的方法能很好地将GA3和其他植物激素及杂质分离开来,回收率可达到90.2%,并且具有稳定的保留时间和重复性。我们使用这种改进的方法对棉花纤维发育早期的GA3的动态变化进行了检测,结果与已报道的外施GA3对棉胚珠的影响的研究结果相一致,表明GA3在棉花纤维早期发育中起重要作用。这些研究为揭示棉纤维发育机理和纤维品质的分子改良打下了基础。