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摘要
钙调蛋白类似蛋白(CML)是一类Ca2+感受蛋白,在植物生长发育和极性细胞起始伸长过程中发挥重要的作用。为了研究CML在棉花纤维发育过程中的功能,本研究从海岛棉7124中克隆到1个拟南芥ATCML24的同源基因,命名为GbCML24,并对其分子特征以及功能进行初步分析。结果表明,该基因序列包含1个465 bp的开放阅读框,编码1个由155个氨基酸残基组成的蛋白,生物信息学分析表明,GbCML24具有4个CML家族保守的EF-hand钙结合结构域。亚细胞定位主要位于细胞膜和细胞核,细胞质中也微弱可见。组织表达分析发现该基因在棉花的根、茎、叶、子叶、纤维中均有表达,在根中的表达量最高,在纤维中主要表达在纤维起始期(0 DPA)和第2次纤维快速伸长期(15 DPA)。启动子特异性分析表明转基因拟南芥的叶片、根和花器官中均检测到GUS活性,其中,莲座叶表皮毛中的GUS活性比较强。分析其ATG上游1 500 bp启动子序列顺式作用元件发现,在ATG附近500 bp处分布有大量和纤维发育有关的激素响应元件。荧光显微分析发现Ca2+主要在纤维细胞中积累,胚珠培养发现低浓度的Ca2+可以促进纤维伸长,而高浓度的Ca2+可以抑制纤维伸长,且随着外源Ca2+的不同处理,纤维中GbCML24的表达量也发生变化,趋势与纤维长度相似。本研究克隆到1个棉花CML基因,在纤维发育的关键时期表达量升高,能感知Ca2+的变化并随纤维伸长而变化,推测其与纤维发育有关,为后续纤维发育的机制研究提供了科学依据。
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