2。4。4。2农杆菌介导的拟南芥遗传转化步骤 11

3 实验结果与分析 11

   3。1  筛选纤维发育相关目的基因 11

   3。2  目的基因的表达模式分析 14

   3。3  F68（果胶甲基酯酶）的生物信息学分析 15

   3。4 F68超量表达载体构建及拟南芥遗传转化 16

4  讨论 17

参考文献 17

致谢 18

引言

1。1研究的意义

棉花是国民重要的经济作物，是纺织行业的主要材料。棉花纤维其主要用于衣、被等原料。属于可再生原料，是化学纤维等不能够相比的，比如保暖方面、洗涤方面等，棉花纤维深受人们的喜爱。此外，棉花不仅在纺织工业有重要作用，在医药、汽车等方面也有非常重要的用途。棉花不仅是我国农产品中是最大的经济产物，还是关系国计民生的特殊商品，是出口贸易的重要商品，更是广大人民群众不可或缺的必需品。论文网

近年来随着纺织工业的发展，全球原棉生产的品质结构也发生了根本变化，表现为纤维类型多样化。我国主要生产的省份主要种栽棉花品种纤维长度主要分布在28-29MM；纤维整齐度指数较高，主要在82%-84%。95%棉纤维集中在中绒棉类型，比较缺乏长纤维和粗短纤维，且强度不够高，不能完全满足纺织工业的需求[3]。棉花纤维是一直以来都是研究细胞的生长、细胞壁次生代谢及合成等发育过程及生理生化过程的一个良好的模型[3]。因此，改良棉纤维品质对原棉产业甚至整个国家经济的发展都具有重要的意义。棉花纤维品质的好坏影响纺织品的质量和效益，提高棉花纤维平直一直是棉花遗传改良的主要目标。由于受栽培品种遗传资源的限制，纤维品质和质量的同步提高是棉花遗传改良的难点和瓶颈；棉花野生种中存在许多栽培种基因库十分缺乏的有益基因和重要农艺性状，发掘和克隆这些优异基因对陆地棉纤维改良具有重大的意义：发掘棉属中重要的纤维发育调控基因，阐明纤维发育调控机制，从而实现栽培品种的纤维品质改良。传统的育种方法虽然在品质和育种方面取得了优秀的成绩，但由于受栽培品种遗传资源的限制，目前已经寸步难行。然而利用生物技术发掘棉花纤维的调控关键的基因，了解纤维发育的调控分子机制是现在棉花纤维育种的必经之路。

 本文以亚洲棉、司笃克氏棉及其体细胞杂种为研究材料，利用cDNA-AFLP对三个棉种纤维发育进行比较转录组学分析，目前已分离到598个差异表达基因。本论文通过生物信息学和表达分析先筛选、克隆调控纤维发育相关的基因；构建超量表达载体，进行拟南芥的遗传转化，通过对转基因植株根毛或表皮发育的分析，对基因功能和作用机制进行进一步的研究，发掘纤维发育调控过程中的关键基因，初步阐明纤维发育的调控机理。

1。2 研究的历史背景

1。2。1 棉纤维

棉花纤维是由种子的表皮的单细胞扩展而来的，是世界上最重要的天然纺织纤维。棉纤维生长可分为三个阶段分别是伸长期和加厚期还有转曲期。棉属形态多样，一共包括50种，可划分为AD及A~G等8个染色体组。其中有四栽培种：异源四倍体的陆地棉和海岛棉；二倍体的草棉和亚洲棉[7]。经过多年的人工选育这些栽培品种在纤维产量育种中取得了飞跃的进步，但同样也不可避免地破坏了遗传多样性，丢失了很多重要的基因资源。而棉属中丰富的野生棉种则由于生长环境的特殊性及长期的自然选择被赋予了多种多样的优异特性，如抗病虫、抗旱、抗盐碱及各种纤维品质优良性等[6]。纤维的起始和伸长是决定棉花纤维产量和品质的关键因素。棉纤维发育过程当中的生理生化、形态等特点，以及有关纤维的经典遗传和分子标记方面的研究有比较成熟的理论基础，但是至今对发育各阶段分子生理调控机制还不是十分清楚[9]。亚洲棉是目前世界上最重要的经济棉种。纤维长度在16~25毫米左右[5]。亚洲棉弹性比较好、纤维粗、长度较短，适用于医学用药棉。野生棉司笃克氏棉原产于阿拉伯半岛，是具有潜在优质纤维和抗旱等优良性质的，纤维强度较高[5]。同为二倍体的栽培种亚洲棉适应性广、抗逆、烂铃少，纤维呈白色，较野生棉长[5]。当然如果能够充分结合这两个棉种的优势基因，并对他们的转录机制进行比较分析，发掘野生棉种优良纤维性状调控关键基因并将其转移到栽培种中，不仅为棉花纤维发育机制研究提供重要的理论依据，也将为栽培棉种的遗传改良提供宝贵的遗传资源[4]。棉纤维起始是棉纤维发育的开端，其快慢与多少直接决定了单个棉籽上的纤维数量和棉花的产量，同时对纤维品质还是有一定的影响的。发掘棉花纤维细胞优势表达基因并进行功能验证，系统的阐明调控纤维细胞发育的分子机理，对于充分利用棉花本身的基因资源、提高棉花的产量、改良纤维的品质甚至发展人工棉纤维都是具有重大的意义的。