【摘 要】
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棉纤维是长纤维和短绒统称,与拟南芥表皮毛一样是高度伸长的单细胞.基于酵母和其他体外实验,有学者提出蛋白GL1、GL3、TTG1组成具有反式作用因子功能的复合体,激活决定分化为
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棉纤维是长纤维和短绒统称,与拟南芥表皮毛一样是高度伸长的单细胞.基于酵母和其他体外实验,有学者提出蛋白GL1、GL3、TTG1组成具有反式作用因子功能的复合体,激活决定分化为表皮毛的关键基因GL2;该复合体同时也能激活基因CPC和TRY的转录,分子量很小的CPC和TRY蛋白以未知的方式转运到相邻的细胞中,破坏该复合体在此细胞中的形成.这一"侧抑制"模型已经得到了普遍认可,逐渐增加的体内实验也证明了它的客观性.本研究发现,同样的互作模式也发生在了棉花相应的分子中.并且,基因GaGL1、GaTRY,GaCPC,GaGL3,GaGL2主要在纤维细胞中转录;Ga TRy蛋白却主要存在于末分化的表皮非纤维细胞中.此外,在纤维起始能力丧失突变体中,GL2的含量骤降.这些结果支持棉纤维与拟南芥表皮毛的同源性.核内复制在拟南芥表皮毛起始和随后的形态建成整个过程中起到了重要的决定作用.棉纤维没有建成成熟表皮毛那样的分叉.接下来,在亚州棉里鉴定了10个调控拟南芥表皮毛分叉基因(包括调控核内复制)的同源基因.通过测定发现,核DNA含量在短绒中一直保持稳定,在长纤维起始后发生极有限的增加(2.3C),且很快又降回2C水平,远小于表皮毛分叉所需要的32C.我们发现GaBLT基因在棉纤维里不转录,STI的同源序列在棉花中是假基因.以前有报道说,体外培养的纤维中有多达25％的纤维是多细胞的,可以发生有丝分裂.我们利用转基因技术,在棉纤维发育中特异表达GaBLT,拟南芥STI,GaSIM(能够抑制细胞分裂)基因,产生了2个分叉的纤维表型.该发现暗示了棉纤维应该有其独特的、不依赖核内复制的发育机制;但核内复制机制仍然残留在纤维中,可以人为激活.综上,棉纤维与拟南芥表皮毛具同源性,但又进化出了独特的、占主要地位的发育调控机制.
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