农业生物技术学报

作者：滕露, 郑凯, 曲延英, 雷慧辰, 蔡永生, 陈全家

单位：新疆农业大学 农学院 农业生物技术重点实验室,乌鲁木齐 830052

关键词：海岛棉,GbHCT13,胚珠离体培养,木质素,

基金：国家自然科学基金(31860394); 新疆维吾尔自治区天山雪松计划(2018XS05); 中国博士后科学基金项目(2020M683711XB); 新疆农业大学作物学重点学科发展基金项目(XNCDKY2019006); 自治区重大科技专项(2020A01002-2)

植物木质素合成途径关键酶之一的莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(shikimate quinate hydroxycinnamoyl transferase, HCT)影响棉花(Gossypium spp.)纤维的品质,研究GbHCT13在棉纤维发育中的表达特性,可为今后探究棉花纤维品质发育机理提供参考。本研究利用PCR技术,从海岛棉(Gossypium barbadense)'新海21号'10 d的纤维中克隆了一个参与木质素代谢相关的HCT基因,命名为GbHCT13,并对其序列进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术,分别在海岛棉和陆地棉(Gossypium hirsutum)中对其表达模式和特性进行了分析;通过棉花胚珠离体培养实验,探究了咖啡酰辅酶A对纤维发育的影响。结果表明,GbHCT13基因(GenBank No. MW048849)位于海岛棉D组10号染色体上,全长1 400 bp,CDS全长1 311 bp,预测该基因编码的蛋白属于亲水性非膜蛋白,由1~432个氨基酸组成结构域。与其他物种蛋白多序列比对发现,GbHCT13的氨基酸序列包含1个BAHD酰基转移酶家族的HXXXD和DFGWG区域,进化上与亚洲棉(Gossypium arboreum)和雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示该基因在不同海岛棉品种中的表达趋势类似,均在纤维发育前期5~15 d呈现较高表达量,尤其是在纤维发育的第10 d表达量最高。胚珠离体培养表明,一定浓度的咖啡酰辅酶A对纤维伸长生长具有促进作用,并促进GbHCT13基因表达。本研究为进一步探究海岛棉GbHCT13基因在纤维发育中的功能提供基础,也为今后研究GbHCT13基因参与纤维中木质素合成的分子机制提供理论依据。

来源：2021年第6期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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