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棉花水通道蛋白基因(GhAQP2)的表达特征及功能初步分析
  • ISSN号:1674-7968
  • 期刊名称:农业生物技术学报
  • 时间:2014.7.25
  • 页码:816-824
  • 分类:S852.65[农业科学—基础兽医学;农业科学—兽医学;农业科学—畜牧兽医]
  • 作者机构:[1]石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子832000, [2]石河子大学生命科学学院,石河子832000
  • 相关基金:国家自然科学基金委-新疆联合基金本地优秀青年人才项目(No.U1128301)和石河子大学动植物育种专项(No.gxjs2012-yz01和No.gxjs2012-yz04)
  • 相关项目:GhAGPF1基因在棉纤维细胞发育中的功能及调控分子机制研究
中文摘要:

水通道蛋白(aquaporin,AQP)是位于生物膜上的一类古老的通道蛋白,能够高效地运输水分,在整个植物生长发育过程中发挥重要作用.本研究从棉(Gossypium hirsutum)纤维细胞中分离出1个编码水通道蛋白的基因,该基因序列中有3个内含子和4个外显子,开放阅读框为837 bp,编码一个含278个氨基酸残基的多肽.序列比对和进化分析表明该基因与烟草NtPIP2;1同源性最高(86%),属于PIP2水通道蛋白,将该蛋白编码的基因命名为GhAQP2(GenBank登录号:KJ920936).利用半定量RT-PCR对GhAQP2基因在棉花不同器官和不同发育阶段纤维中的表达模式进行分析,发现该基因在纤维细胞中优势表达,其表达量在开花后随着纤维的发育逐渐升高,在开花后6~18d的纤维细胞中持续高表达,然后下降.将GhAQP2基因转化BY-2烟草(Nicotiana tobacum)悬浮细胞对其功能进行初步分析,发现该基因在BY-2细胞中过量表达使细胞形态发生显著变化,由圆球状变为长条状,且细胞由聚集变为松散状态.这些结果提示GhAQP2可能在棉花纤维伸长过程中起重要作用.

英文摘要:

Aquaporins(AQPs) are ancient channel proteins localized in biological membranes and facilitating water transport through cell membranes rapidly.Aquaporins play an important role in plant development.A gene encoded aquaporin was isolated from cotton (Gossypium hirsutum) fiber and named GhAQP2 (GenBank accession No.:KJ920936).The full length of GhAQP2 composed three introns and four exons,and contained a open reading frame of 837 bp encoding 279 amino acids.Analysis of multiple alignment and phylogenetic tree showed that GhAQP2 shared the highest identity with NtPIP2; 1(86%) and belonged to PIP2 protein family.Semi-quantitative RT-PCR was used to investigate the expression profile of GhAQP2 in different tissues and fibers from different days post-anthesis.The results showed that GhAQP2 was preferentially expressed in cotton fiber,and the transcript level increased along with fiber development and maintained at high abundance in fiber cells at 6 to 18 days post anthesis,after which time it gradually decreased.The GhAQP2 was transformed into tobacco (Nicotiana tobacum) suspension BY-2 cells to preliminary analyze the gene function.Overexpression of GhAQP2 in BY-2 cells led to cell shape significantly changed from round to long strip,and the cell state changed from aggregating to loose.All our results manifested that GhAQP2 may have important effect on the elongation of cotton fiber cell.

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期刊信息
  • 《农业生物技术学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:中国农业大学
  • 主编:武维华
  • 地址:北京市海淀区圆明园西路2号中国农大生命科学楼1053
  • 邮编:100193
  • 邮箱:nsjxb@cau.edu.cn
  • 电话:010-62733684 62731615
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-7968
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3342/S
  • 邮发代号:2-367
  • 获奖情况:
  • 在《中国学术期刊评价研究报告》(2009-2010年)...
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国乌利希期刊指南,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:15081