棉纖維發育優勢表達基因GhCFE的功能解析

《棉纖維發育優勢表達基因GhCFE的功能解析》是郭旺珍為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：棉纖維發育優勢表達基因GhCFE的功能解析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：郭旺珍
• 依託單位：南京農業大學

項目摘要

棉纖維是重要的紡織原料。闡明棉纖維發育重要基因功能及作用機理，具有重要遺傳與生物學意義，而且可為分子育種改良纖維品質提供優異基因資源。我們前期克隆獲得一個棉纖維發育優勢表達基因GhCFE，其同源基因在擬南芥、水稻等植物上功能均未知。前期在對其結構、表達、進化分析的基礎上，異位表達轉基因擬南芥表現根毛、葉毛顯著變少、變短特徵，該基因功能與毛髮育顯著相關。為了進一步揭示其在棉纖維發育中的功能，本項目擬在全基因組範圍分析GhCFE家族成員結構，定位及表達特點，闡明可能的冗餘功能影響；利用創製的GhCFE過量、敲除轉基因棉花材料，分析其轉基因後代的表型特徵及分子機理；結合酵母雙雜交，BIFC, 免疫共沉澱等種種分子生物學技術，對GhCFE的分子作用機理系統解析；篩選可用於育種利用的轉GhCFE轉基因材料。通過上述研究，發表高水平SCI論文2-3篇；申請國家發明專利1-2項；培養研究生2-3名。

結題摘要

棉纖維是重要的紡織原料。闡明棉纖維發育重要基因功能及作用機理，具有重要遺傳與生物學意義，而且可為分子育種改良纖維品質提供優異基因資源。我們前期克隆獲得一個棉纖維發育優勢表達基因GhCFE，其同源基因在擬南芥、水稻等植物上功能均未知。前期在對其結構、表達、進化分析的基礎上，異位表達轉基因擬南芥表現根毛、葉毛顯著變少、變短特徵，該基因功能與表皮毛髮育顯著相關。為了進一步揭示其在棉纖維發育中的功能，本項目在全基因組範圍系統分析GhCFE家族成員其結構，染色體定位及組織器官表達特徵等基礎上，重點解析了其中2個家族成員GhCFE1和GhCFE5在棉纖維發育及細胞骨架建成中的功能機理。GhCFE5部分同源基因其功能在細胞骨架結構建成和細胞伸長方面存在功能分化。而GhCFE1A是一個纖維發育專化表達基因，在肌動蛋白微絲骨架和內質網之間構建了一個動態連線，影響肌動蛋白微絲含量，在棉纖維細胞的起始和伸長發育中行使非常重要的作用。結合酵母雙雜和轉錄組分析，進一步解析了與GhCFE1功能關聯的GhFAnnxA，GhRab11d3和GhEBG1基因在纖維發育中的作用特徵，並創造纖維品質顯著改良的轉基因棉花材料。通過上述研究，發表SCI論文5篇；申請國家發明專利1項；培養博士後1名，博士研究生3名。相關研究國內外學術交流4次，其中國際會議大會報告2次。