《GhCUL1基因對棉纖維分化起始與次生壁合成的影響》是依託西南大學，由李德謀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：GhCUL1基因對棉纖維分化起始與次生壁合成的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李德謀
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Giavalis等研究結果以及實驗室前期研究表明生長素在增加纖維起始細胞數目和降低馬克隆值方面具有重要作用。生長素回響依賴泛素蛋白連線酶SCF，其中Cullin是很多泛素蛋白連線酶的主要亞基，該蛋白在SCF泛素連線酶中起到骨架作用。為探究生長素對棉花纖維發育產生影響的分子機理以及了解泛素連線酶複合體參與纖維發育調控的過程。課題組在獲得纖維特異表達GhCUL1基因及其啟動子基礎上，分析生長素對該基因表達的影響、互補驗證GhCUL1基因功能、分析GhCUL1基因表達水平變化對棉纖維細胞分化、次生壁合成的影響，弄清GhCUL1基因在棉纖維分化起始與次生壁合成中的作用。這有助於了解泛素連線酶在棉纖維發育中的作用，以及泛素介導途徑對棉纖維發育的調控機制，認識生長素對棉纖維發育調控的作用本質。
結題摘要
泛素介導的蛋白降解過程掌控著幾乎所有動植物的生命活動。Cullin1(CUL1)作為泛素蛋白連線酶複合體（SCF）的主要亞基，在植物中參與生長素、赤黴素和茉莉酸等激素的信號轉導過程，從而影響植物的生長發育。本項目從棉花胚珠/纖維cDNA文庫中克隆了GhCUL1基因，研究發現該基因在棉花根、莖、葉、下胚軸、花瓣、萼片、子葉及胚珠中均有表達，在花瓣、萼片中的表達量較高；在胚珠不同發育時期，GhCUL1基因在10DPA的纖維中表達水平最高，其次為10DPA的胚珠。在離體培養胚珠中，添加生長素上調GhCUL1基因的表達，GA則下調其表達，低濃度茉莉酸上調該基因表達，高濃度抑制其表達。該基因啟動子控制GUS基因在擬南芥葉脈、葉表皮毛著生部位、雌蕊的柱頭、花的苞葉、角果、莖及果柄中表達；在棉花花器官雌雄蕊、果柄以及胚珠中高表達。在擬南芥AtCUL1突變體axr6-1和axr6-2中表達GhCUL1基因，發現該基因不僅可回復突變體的表型，超量表達GhCULl基因還能促進擬南芥根的伸長。轉基因棉花數據顯示：超量表達GhCUL1基因降低了棉花胚珠中游離IAA的含量，改變GhCUL1基因表達影響棉花胚珠中葡萄糖、果糖、蔗糖含量以及成熟纖維中纖維素含量，對每鈴種子數、鈴重和子指等農藝性狀也產生了影響。以上實驗結果為了解GhCUL1基因及其SCF複合體在棉花胚珠發育中的作用，以及泛素介導途徑對棉花胚珠發育的調控機制打下了基礎。 該項目已完成相關研究內容，共培養6名碩士研究生，已畢業4名。已發表會議論文6篇，獲國家發明專利1項。
