《陸地棉纖維發育相關TCP轉錄因子的挖掘和功能研究》是依託杭州師範大學，由郝娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：陸地棉纖維發育相關TCP轉錄因子的挖掘和功能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郝娟
- 依託單位：杭州師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
TEOSINTE-BRANCHED1/CYCLOIDEA/PCF（TCP）轉錄因子是一類植物所特有的轉錄家族，在植物生長發育的眾多方面都發揮至關重要的作用。然而，關於TCP轉錄家族在纖維發育過程中的調控作用還沒有系統的研究。本項目首次從基因組水平鑑定陸地棉TCP轉錄因子家族，利用同源比對法從陸地棉中分離到73個TCP轉錄家族成員。為了進一步了解基因家族的進化關係，分析陸地棉與擬南芥24個TCP蛋白之間的系統發育關係。根據組織表達模式分析初步篩選纖維不同發育階段特異表達的TCP轉錄因子基因。通過染色質免疫共沉澱和酵母雙雜交技術分離TCP轉錄因子的下游靶基因和互作蛋白。採取超量表達策略和CRISPR/Cas基因組編輯技術在棉花中進行轉基因功能驗證。最終，我們希望能夠初步闡明陸地棉TCP轉錄因子在纖維發育過程中的生物學功能和分子作用機理，篩選關鍵功能基因用於棉花產量和品質分子改良。
結題摘要
棉花是世界上最重要的經濟作物之一，其產物棉花纖維為紡織工業提供最主要的天然原材料。為此，闡明棉花纖維發育的分子機制已成為當前棉花研究中的主要目標。TCP轉錄因子是一類植物所特有的轉錄家族，通過轉錄激活或抑制在植物生長發育的眾多方面都發揮至關重要的作用。然而，TCP轉錄家族的作用機理尤其在纖維發育過程中的調控作用還沒有清楚的研究。本項目主要研究TCP轉錄因子對棉花纖維發育的影響和分子作用機制。從棉花中克隆到一個class I TCP轉錄因子GrTCP11，該基因與擬南芥AtTCP11高度同源，並在花葯、纖維發育起始和次生壁合成階段優勢表達；在擬南芥中異源表達GrTCP11導致根毛長度變短；實時定量PCR分析發現轉基因株系中茉莉酸合成和回響相關基因（AtLOX4, AtAOS, AtAOC1, AtAOC3, AtJAZ1, AtJAZ2, AtMYC2 and AtERF1）下調錶達；HPLC-MS/MS測出轉基因株系中JA含量相比野生型明顯降低；表達量最高的轉基因系4-1與突變體ataos3一樣對50 μM MeJA不敏感。以上研究結果證明GrTCP11可能通過負調控茉莉酸合成和回響對影響纖維和根毛的發育。
