棉花果膠甲酯酶基因GhPME6的克隆及初步功能分析.pdf

1、棉花是世界上重要的經(jīng)濟作物，是紡織工業(yè)天然纖維的主要來源。棉纖維發(fā)育過程可分為纖維細胞起始、伸長、次生壁增厚和脫水成熟四個時期。其中，次生壁加厚與棉纖維比強度形成有著重要關系。然而，當前大部分研究主要集中在棉纖維的起始和伸長階段，纖維次生壁加厚階段的研究還很不深入。因此，針對棉纖維次生壁加厚期的遺傳機理開展深入研究，克隆控制棉纖維比強度性狀形成的關鍵功能基因，不僅對揭示棉纖維比強度形成的分子機理具有重要意義，而且在纖維比強度遺傳改良方面

2、也具有重要的應用價值。
　　果膠甲酯酶(Pectin Methylesterase，PME)是植物中普遍存在的一類與細胞壁結構變化相關的酶，可催化細胞壁中的果膠水解產(chǎn)生果膠酸和甲醇，形成了大量的游離羧基端。游離的羧基端與細胞壁中的Ca2+結合形成凝膠，從而提高細胞壁的硬度及堅固性。本研究以陸地棉遺傳標準系TM-1為研究材料，利用基因克隆、進化分析、實時熒光定量表達分析、原核蛋白表達和轉基因擬南芥功能驗證等方法，初步揭示了GhPME

3、6基因在棉纖維發(fā)育過程中的作用。本研究結果如下:
　　1、本研究結合棉花基因組數(shù)據(jù)和本實驗室構建的纖維次生壁加厚期cDNA消減文庫，獲得一條在棉纖維次生壁加厚期優(yōu)勢表達的EST序列。生物信息學分析表明，該EST序列編碼部分果膠甲酯酶蛋白序列。
　　2、從陸地棉TM-1中成功克隆到該EST序列的全長基因，命名為GhPME6。
　　3、通過對不同棉屬基因組中的PME6基因進行比對分析，發(fā)現(xiàn)PME6基因在棉屬基因組的進化過程

4、中具有高度保守性。
　　4、qRT-PCR分析顯示，GhPME6在纖維發(fā)育次生壁加厚期大量表達。
　　5、構建原核表達載體pET30a-GhP ME6，在大腸桿菌BL21菌株中完成GhPME6蛋白的原核表達。SDS-PAGE電泳檢測表明，原核表達的蛋白分子量約為57KDa，與目的蛋白預期大小相符，并通過Western blotting進一步驗證了原核表達的GhPME6蛋白。
　　6、構建植物表達載體pBI121-GhP