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棉花是世界上重要的经济作物之一,棉纤维是纺织工业的重要原料。目前,陆地棉是最主要的栽培品种之一,其棉纤维产量高,但纤维品质有待改良。提高纤维品质是棉花的主要育种目标,因此,对陆地棉纤维发育相关基因的挖掘及调控机制的探究具有重要意义。棉纤维由胚珠外表皮细胞发育而来,是最长的植物细胞之一。扩张蛋白是一类参与细胞扩大、细胞壁修饰过程的细胞壁蛋白,几乎参与植物的整个发育进程。扩张蛋白在棉纤维细胞发育中的作用仍不清楚。前期研究通过分析棉花纤维短缩突变体pag1的转录组数据,发现扩张蛋白基因GhEXPA8的表达量在纤维伸长期显著下调[73]。为探讨扩张蛋白在棉纤维细胞发育中的作用机制,本论文开展了陆地棉纤维发育相关基因GhEXPA8的克隆与功能分析研究,结果如下:1.GhEXPA8基因的克隆和生物信息学分析根据中国农科院棉花研究所发布的陆地棉基因组中的核苷酸序列（CotAD29957,Expansin2）,从陆地棉中克隆了该基因cDNA编码框全长并将其命名为GhEXPA8。生物信息学分析显示GhEXPA8基因的CDS长762bp,编码253个氨基酸,1-25个氨基酸为信号肽,含有DPBB1与pollenallerg1两个结构域。信号肽和两个保守的结构域都是α扩张蛋白的典型特征。进化树分析进一步表明该基因编码的蛋白隶属于扩张蛋白α亚家族。2.GhEXPA8基因的功能分析荧光定量PCR实验检测GhEXPA8在棉花的不同组织及纤维的不同发育阶段的相对表达量,结果显示GhEXPA8在根、茎、叶、胚珠中表达量较低,在纤维发育过程中呈先上升后下降的趋势,在开花后10天的纤维中表达量最高,在开花后15天的纤维中表达量趋于下降。GhEXPA8启动子驱动GUS基因在拟南芥中表达发现GUS染色出现在转基因植株的各个器官,尤其在根毛、根尖、茎尖较等幼嫩部位。维管组织例如叶脉、叶柄等部位GUS信号也很明显。拟南芥的毛状体发育和棉纤维发育机制类似,GhEXPA8启动子GUS活性在拟南芥根毛处检测到,暗示该基因在棉花中可能与纤维发育有关。GhEXPA8在棉花和转基因拟南芥中的表达模式说明它可能在棉花纤维伸长过程中发挥作用。通过GhEXPA8基因在拟南芥中过表达分析发现拟南芥幼苗根明显变长。这表明GhEXPA8是一个有功能的α扩张蛋白,也暗示了GhEXPA8可能在棉纤维发育中发挥调控作用。另外,上述组织表达模式分析也暗示该基因可能在纤维伸长过程中起作用。综合起来,推测GhEXPA8可能参与纤维发育调控过程。3.以中棉所24下胚轴作为外植体材料,利用根癌农杆菌介导的棉花遗传转化方法获得GhEXPA8转基因棉花T0代转化体24个,为深入解析GhEXPA8基因的功能打下了基础。