一个棉花液泡转化酶基因的克隆与功能分析

• 作者: 徐文亭 徐晓洋 牛二利 王诚 蔡彩平 郭旺珍
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 棉花 纤维发育 液泡转化酶2 克隆 功能分析
• 年，卷（期）: 2014,（3）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 390-396
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.00390

摘要

棉纤维正常发育需要大量的蔗糖供应.转化酶是生物体内蔗糖代谢途径中的关键酶之一,对转化酶基因的结构和功能研究将有助于揭示复杂的棉纤维发育分子机制,并为纤维品质改良提供优良的基因资源.本研究以棉纤维突变体im和遗传标准系TM-1纤维发育中显著差异表达的EST序列(GenBank登录号为EY196825)为探针,通过电子克隆方法,结合cDNA及基因组全长基因PCR扩增、测序验证,克隆到一个棉花液泡转化酶基因Gh VacInv2a(GenBank登录号为KF305322).该基因ORF全长1857 bp,编码618个氨基酸,与已登录的陆地棉Gh VacInv2基因(GenBank登录号为FJ864677)序列一致性为99％(E=0).基因组序列分析表明,Gh VacInv2a在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中含1个拷贝,在四倍体陆地棉和海岛棉中存在2个拷贝,其中Gh VacInv2a和Gh VacInv2分属于A、D亚组同源基因.该同源基因含7个外显子,6个内含子.Q-PCR分析表明,该基因在花药中表达量最高,在快速伸长的纤维组织中优势表达.在13～19 DPA的纤维中,其在TM-1中的表达水平极显著地高于im突变体.开发SNP标记,将Gh VacInv2a基因定位在异源四倍体棉花第3染色体上.标记与性状的关联分析显示,Gh VacInv2a与纤维强度存在显著相关(P=0.0087),表明Gh VacInv 2a在棉花纤维品质形成中可能发挥重要功能.