棉花GhFLA4基因的克隆及表达分析

【目的】分离棉花中的阿拉伯半乳聚糖蛋白。【方法】以陆地棉18DPA棉纤维cDNA为模板,RT-PCR扩增获得GhFLA4基因全长cDNA序列。【结果】序列比对分析发现该cDNA包括阅读框732 bp,编码244个氨基酸,与二穗短柄草、葡萄、火炬松等序列的同源性分别为60%、59%、54%。qPCR结果表明,GhFLA4基因在根、茎、叶中均有表达,但在纤维细胞中优势表达。利用Gateway技术将GhFLA4基因融合到含GFP的双元表达载体pGWB5中,转化农杆菌并注射烟草叶片,发现该基因定位于细胞核及细胞质内。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,诱导产物中含有一条与理论值相符的29 KDa融合蛋白。【结论】推测GhFLA4可能在棉花纤维伸长至次生壁合成的重叠期发挥着信号传导作用。

调节植物发育的胞外信使分子

近年来,相继发现一些植物胞外分子如细胞壁钙调素、胞外Ca2+、寡糖素和阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGPs)等,它们都是重要的信号源,与植物的发育密切相关。胞外信使分子在植物发育中的重要作用的研究虽刚刚起步,但已受到人们的充分关注和重视。

甘蓝型油菜BnFLA基因的克隆及表达分析

利用同源克隆法从甘蓝型油菜中获得了1个类成束阿拉伯半乳聚糖蛋白基因(FLA),命名为BnFLA。BnFLA基因开放阅读框长为1 200bp,编码399个氨基酸,分子量为42 885.9Da,等电点为6.37。预测的BnFLA蛋白包含N-端信号肽、2个AGP-like结构域、2个fasciclin-like结构域和C-端GPI-anchor序列。系统进化分析表明BnFLA氨基酸序列与BrFLA17和AtFLA2进化关系较近,一致性分别为98%和87%。qRT-PCR分析表明,BnFLA基因在油菜各组织均有表达,并以下胚轴中表达量最高,其次为子叶,茎秆中表达最少;BnFLA基因的表达受到GA3、BR、IAA、ABA和NaCl的诱导,但受6-BA、蔗糖、低温和PEG抑制。研究认为,油菜中BnFLA基因可能参与激素信号转导途径和非生物胁迫应答。

脯氨酸羟化酶GhP4H2在棉花纤维发育中的功能研究

阿拉伯半乳聚糖蛋白(arabinogalactan proteins,AGP)在棉花纤维发育过程中发挥重要作用。AGP由富含羟脯氨酸的主链蛋白和大量Ⅱ型阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan,AG)侧链组成,其合成过程要经历2次翻译后修饰,首先是氨基酸主链上的脯氨酸被脯氨酸羟化酶(prolyl-4-hydroxylases,P4H)羟基化,随后在糖基转移酶(glycosyltransferases,GT)催化作用下将阿拉伯半乳聚糖或寡糖添加到羟脯氨酸残基上。我们前期利用P4Hs的抑制剂处理棉花离体胚发现,棉纤维伸长受到抑制,暗示P4H参与棉纤维生长发育过程。为深入研究P4H在棉纤维发育中的功能,我们从棉花中分离鉴定了1个在棉纤维发育过程中高量表达的脯氨酸羟化酶基因GhP4H2。本研究分别构建了GhP4H2过表达和RNA interference(RNAi)载体,通过农杆菌介导法转化棉花,获得转基因植株,发现过表达转基因棉花株系T_(1)~T_(3)代成熟棉纤维变短,AGP含量增加,AG多糖侧链也发生变化。对过表达转基因植株和野生型植株棉纤维的转录组分析表明,GhP4H2正调控包括AGP在内的细胞壁糖蛋白基因的表达。基于以上研究,我们推测GhP4H2可能主要通过影响AGP糖链组分调控棉纤维生长发育。

佐治亚大学发现植物细胞壁新结构

美国佐治亚大学（University of Georgia）2013年2月5日宣布，该大学复杂碳水化合物研究中心（Complex Carbohydrate Research Center,CCRC）的研究团队发现了两种不同的细胞壁多糖果胶（pectin）和阿拉伯木聚糖（arabinoxylan）与人们熟知的细胞壁蛋白质阿拉伯半乳聚糖蛋白（arabinogalactan protein．AGP）以共价键的方式连接在一起。