过表达棉花葡萄糖醛酸激酶基因GbGlcAK促进拟南芥细胞伸长

作者:吴楠; 杨君; 张艳; 孙正文; 张冬梅; 李丽花; 吴金华; 马峙英; 王省芬*
来源:中国农业科技导报, 2022, 24(06): 36-46.
DOI:10.13304/j.nykjdb.2021.0806

摘要

纤维品质改良一直是棉花育种的重要目标。基于纤维不同发育时期的RNA-seq数据,发现1个在海岛棉和陆地棉间差异表达的葡萄糖醛酸激酶基因(glucuronic acid kinase/glucuronokinase,GlcAK)。从海岛棉(Gossypium barbadense)Pima90-53纤维中克隆了GbGlcAK,其ORF为1 101 bp,编码366个氨基酸。GbGlcAK具有GHMP激酶N和C结构域,为GHMP超家族成员,属于可溶性非分泌蛋白,与拟南芥GlcAK亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示GbGlcAK分布在细胞质中。超表达GbGlcAK的拟南芥叶表皮毛、下胚轴、下胚轴细胞和根的长度较野生型均极显著增加,UDP-D-GlcA代谢相关基因表达量增加,果胶含量显著增加,说明过表达GbGlcAK能够上调UDP-D-GlcA代谢通路相关基因的表达从而提高果胶含量,进而促进细胞伸长,这为进一步研究GbGlcAK在棉纤维发育中的功能提供了参考。

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