棉花WRKY转录因子家族基因的克隆及其功能分析(2)
EST expression sequence tag 表达序列标签
ORF open reading frame 开放读码框
RT-PCR Reverse-transcription PCR 反转录PCR
qRT-PCR quantitative real-time PCR 实时定量PCR
pI isoelectric point 等电点
EPDPA Eppendorf
days post anthesis 微量离心
开花后天数
1.引言
1.1研究意义
棉花是最主要的经济作物之一，原产于亚热带，素有白金之称，在我国及世界的国民经济中都占有重要地位。在植物学分类上棉花属于被子植物门（Angiospermae），双子叶植物纲（Dicotyledoneae）、锦葵目（Malvales）、锦葵科（Malvaceae）、棉族（Gossypieae）、棉属（Gossypium）。棉属植株形态多样，共包括50余种，其中有4个栽培种。两个异源四倍体（2n=4X=52）的栽培种为陆地棉（G. hirsutum）和海岛棉（G. barbadense）；两个二倍体（2n=2X=26）的栽培种为草棉（G. herbaceum）和亚洲棉（G. arboreum）。在几个栽培种之中陆地棉约占整个棉花总产量的90%，而同样是异源四倍体的海岛棉因为其适应种植地域比较狭窄只占了5%-8%，亚洲棉约占2%-5%，目前草棉的栽培面积很小。
棉花是世界上重要的经济作物和纤维作物，它的纤维是纺织工业的主要原料之一。研究棉花纤维发育的机理一直以来是棉花生理学研究的重要内容。随着纺织技术的发展和纤维消费品质量品质的提高，人们对棉花纤维品质要求也相应的越来越高。虽然传统的育种方法在棉纤维品质的改良方面起到了重要作用，但还是存在着育种周期长、远缘杂交困难、品质和产量直接的遗传负相关性等一些问题。近年来，许多科学已经利用分子生物学的方法在多个研究领域取得了突破性的进展。在分子水平上提高棉纤维品质已成为现在棉花研究中的热点。
生命体的发育、生产、衰老其本质都是由基因控制的，棉纤维的发育同样也受到多种基因的调控。因此，了解棉花纤维发育的分子学生理机制首先要从分离棉纤维细胞分化、发育过程中表达的基因，然后研究其在纤维发育的不同时期的功能以及纤维品质的关系。最后，结合基因工程等方法，获得品质好、质量高、抗虫害强、抗病害的新的优良品质。因此，深入研究棉纤维发育及其调控的分子机理，对实现棉纤维品质改良具有着重要的科学意义[1]。
本文主要研究拟发掘参与纤维发育调控的关键WRKY转录因子基因；揭示WRKY转录因子调控纤维发育的分子机制；为棉花纤维产量和品质分子改良育种提供重要的基因资源和理论基础。
1.2研究背景
1.2.1转录因子
转录因子也称反式作用因子，是能和基因启动子区域中的顺式作用元件特异性的结合的NDA结合蛋白，通过顺、反式因子之间以及与其他相关蛋白之间的相互作用来激活或抑制下游转录区域[2]。当植物受到外界环境刺激后，其体内会通过一系列信号传导，最终诱导植物相关防卫反应基因的表达。在此过程中，转录因子起着极其重要的作用[3]。转录因子通过与其他相关蛋白的相互作用来激活或抑制防卫反应基因的转录，如优尔椒WRKY1基因在植物防御中起负调控作用，而水稻WRKY31则参与抗病信号传递起到正调控作用[4]。
1.2.2 WRKY转录因子-历史视角
自从WRKY第一个报道已经过去了十多年了,转录因子的实质性的进展自那时已经实现。第一个报告是不明显的DNA结合蛋白，发挥潜在的作用在基因表达调控中。三分之一的报告已经确定WRKY1，是从香菜WRKY2和光（欧芹crispum）和创造的名称（发音为“成功”的WRKY）。WRKY因素进行重点监管，两者的阳性和阴性，部分相互连接的分支植物先天免疫，微生物或病原相关分子模式触发免疫（MTI或PTI）和效应触发的免疫力（ETI）。WRKY家族在高等植物转录因子的最大家族发现整个绿色的谱系（绿藻和陆生植物）。家庭在这期间进行了显著的扩大。这种扩张很可能是与正在进行的发展中的高度复杂的防御机制，共同进化的陆地植物一起与其适应的病原体。重大进展对于我们的WRKY蛋白的理解发生在过去十年出版的2000 WRKY转录因子的第一次审查中。然而，最近，一些研究都集中在WRKY因子在植物的附加作用过程中，如干旱、寒冷等非生物胁迫的萌发、衰老和响应。
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