《海島棉顯性無腺體基因Gl2e的克隆及功能驗證》是胡艷為項目負責人，南京農業大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：海島棉顯性無腺體基因Gl2e的克隆及功能驗證
- 項目類別 ：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡艷
- 依託單位 ：南京農業大學
結題摘要,項目摘要,
結題摘要
棉酚具有一定的毒性，其存在極大地限制了棉籽中的豐富的棉籽蛋白及油脂資源的有效利用。腺體是棉酚的主要存儲器官。棉酚又與腺體的存在密切相關。然而腺體發生形成的分子機制是什麼？腺體發育與棉酚之間究竟是一種什麼樣的調控關係？這些都是亟待探索和解決的重要問題。Gl2e基因是目前發現的唯一一個控制腺體有無的顯性單基因。在本研究中，利用顯性無腺體突變體海1，我們成功克隆了一個控制腺體形成的關鍵基因Gl2e,該基因屬於bHLH類轉錄因子。病毒介導的沉默實驗證明，當Gl2e基因的表達受到抑制後，在新生組織莖和葉片中腺體消失。序列分析發現，在單節隱性突變體材料中，gl2和gl3發生了單鹼基的插入導致蛋白翻譯提前終止。有腺體材料和VIGS干擾後的無腺體材料的轉錄組差異分析發現，次生代謝異戊二烯代謝途徑中有相當多的基因在干擾後下調錶達，棉酚合成受阻。下調錶達基因顯著富集在次生代謝、茉莉酸信號和WRKY轉錄因子家族。棉酚合成途徑中的基因如WRKYs, TPSs等在干擾葉片中顯著下調錶達，表明腺體與棉酚生物合成之間存在密切聯繫。我們推測，雖然腺體的形成與棉酚的生物合成是兩條獨立的生物學途徑，但是，他們之間也存在一定的分子聯繫：腺體形成基因Gl2e可能通過作用於茉莉酸途徑中的JAZ或WRKYs，調控腺體細胞的分化；另一方面Gl2e作用於GaWRKY1調控TPS基因的表達，調控棉酚的生物合成。腺體形成關鍵基因的克隆將為植株有腺體種子無腺體棉花新材料的培育提供重要的候選基因。
項目摘要
棉酚具有一定的毒性，其存在極大地限制了棉籽中的豐富的棉籽蛋白及油脂資源的有效利用。棉酚又與腺體的存在密切相關。然而腺體發生形成的分子機制是什麼？腺體發育與棉酚之間究竟是一種什麼樣的調控關係？這些都是亟待探索和解決的重要問題。Gl2e基因是目前發現的唯一一個控制腺體有無的顯性單基因。在前期研究中，我們運用基因組學、生物信息學結合功能基因組學研究方法和技術，針對該控制棉酚腺體性狀的關鍵基因Gl2e，構建了大規模的遺傳分離群體，進行了基因的精細定位,獲得了包含Gl2e基因的BAC克隆並獲得了BAC全長序列。在此基礎上，本研究將進一步分析本研究我們將對候選ORF進行深入研究，通過基因表達分析、染色體定位，最終克隆出Gl2e基因並進行功能驗證。本研究為揭示腺體形成的分子機理，最終創製棉籽中棉酚含量低而植株其他部位棉酚含量高的新材料，為棉花低酚育種提供理論與材料基礎。
