本项创新技术专注于棉花纤维技术领域,揭示了GhGAUT9基因在调控棉花纤维长度方面的关键作用。研究发现,GhGAUT9基因在短纤维品种的纤维伸长期表达量较高,而在长纤维品种中则表达量较低。本技术不仅揭示了GhGAUT9基因的表达模式,还探讨了其在棉花纤维长度改良中的应用潜力。
背景技术
棉花是重要的纤维经济作物。果胶在棉花生长发育过程中发挥着至关重要的作用,其中陆地棉占世界棉花产量的95%,但其纤维品质仍需不断改进以满足人类的需求和纺织工业的发展。
棉纤维来自胚珠表皮细胞,是最重要的天然纤维并为纺织工业提供原料。棉纤维发育包含四个且有重叠的时期:纤维起始期、初生壁伸长期、次生壁加厚期和脱水成熟期,介于初生壁伸长和次生壁加厚之间的为转换期(16-20days post anthesis,DPA)。棉纤维细胞壁决定了纤维长度、工业加工和纤维性能等纤维品质特性。棉纤维细胞壁组成能够影响纤维形态建成以及品质。因此,棉纤维成为研究细胞伸长及细胞壁生物合成的理想模型。
棉纤维细胞壁主要是在初生壁(primary cell wall,PCW)和次生壁(secondarycell wall,SCW)的合成过程中形成的。细胞壁多糖在纤维细胞的初生壁伸长和次生壁加厚期是必不可少的。而棉纤维细胞壁组成在整个发育过程中不断发生变化,其中非纤维素多糖(果胶和半纤维素等)在纤维伸长期占总糖含量的30%~50%,而在次生壁增厚期只占总糖含量的3%。成熟棉纤维由90%以上纤维素以及约3%非纤维素多糖组成。果胶多糖的数量和分子大小在棉纤维发育中表现出巨大的变化,从而对纤维伸长以及次生壁的合成和沉积起到重要的调控作用。因此,果胶多糖的合成对于正常纤维发育的初生壁形成和次生壁加厚期都是必需的。棉纤维素的生物合成一直被广泛地关注,主要集中在纤维素合成酶的鉴定与功能分析。相比之下,对于棉纤维中果胶合成机制知之甚少。
实现思路