《藍銅蛋白(BCP)調控棉纖維細胞發育的機制研究》是依託華中師範大學，由李登弟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：藍銅蛋白(BCP)調控棉纖維細胞發育的機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李登弟
- 依託單位：華中師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
棉纖維細胞起源於單個種子表皮細胞，它不僅是重要的紡織原料，也是研究細胞極性生長的理想模型之一。藍銅蛋白(BCP)是一類銅離子結合蛋白，廣泛存在於植物和微生物中，這類小分子調節蛋白在棉纖維發育中的作用目前尚無報導。在前期工作中，我們鑑定了多個棉纖維發育相關的BCP蛋白，研究發現該類蛋白能夠調節PIP2 類水孔蛋白的活性。在此基礎上，本項目將著重研究BCP 蛋白在棉纖維發育中的功能，擬選擇體外、擬南芥和棉花三種體系研究BCP對PIP2蛋白活性的調控機理及其影響棉纖維細胞發育及品質性狀的信號調控途徑。本研究將有助於深入了解BCP蛋白調控棉纖維細胞發育的分子機制。同時, 也可為棉纖維品質改良提供重要科學資料及重要功能基因。
結題摘要
棉纖維細胞起源於單個種子表皮細胞，它不僅是重要的紡織原料，也是研究細胞極性生長的理想模型之一。藍銅蛋白(BCP)是一類銅離子結合蛋白，在前期工作中我們從棉花中分離得到了一個纖維優勢表達基因GhBCP4。該項目擬從棉纖維優勢表達基因GhBCP4入手，研究目標基因在纖維發育中的作用，同時分離鑑定目標蛋白的相互作用蛋白，研究BCP蛋白對棉纖維細胞發育的調控機理。過量表達GhBCP4的轉基因棉花植株纖維長度增加，而GhBCP4-RNAi轉基因植株棉纖維長度變短。對WT、GhBCP4-OE及GhBCP4-RNAi 的12DPA纖維的總RNA進行轉錄組測序，分析三者間差異表達基因，結果顯示在GhBCP4-OE纖維細胞中，上調基因主要包括與乙烯、生長素、JA等激素的合成及信號傳導相關基因，而下調基因主要為次生壁合成相關基因及參與次生壁發育調控的轉錄因子。這些基因在GhBCP4-RNAi樣品中表達趨勢剛好相反。為闡明GhBCP4調控棉纖維細胞發育的分子機理，我們利用酵母雙雜交系統和雙分子螢光互補技術篩選鑑定了多個GhBCP4的互作蛋白，其中包含兩個CrRLK激酶（GhCrRLK1 和GhCrRLK3）。CrRLK激酶定位於細胞壁上，負責接收細胞壁信號並調控植物細胞次生壁的發育。以上結果表明GhBCP4過量表達能促進纖維細胞中乙烯、生長素的合成，激發乙烯、生長素應答基因的表達；同時GhBCP4還可能協同CrRLK激酶，抑制或延緩次生壁的發育，從而促進細胞的伸長，提高棉纖維的長度。
