赤霉素信号转导与棉纤维的分子发育

赤霉素(Gas)作为一种高效能的植物生长调节物质对棉纤维的分化和发育有着非常重要的影响, 但是, 一直以来有关赤霉素与棉纤维分化和发育的分子机制的研究还很少。文章论述了近年来GA信号组分、转导途径的分子生物学研究进展以及GA与棉纤维分子发育的相关研究成果, 旨在为揭示赤霉素调控棉纤维分化和发育的分子机制以及改善棉纤维品质的棉花育种工作提供新的思路。     

影响棉纤维分化和发育的因素

概述了棉纤维细胞分化和发育的过程,对影响棉纤雏分化和发育的因素进行了探讨,并对今后棉纤维的研究发展趋势进行了展望．     

影响棉纤维分化和发育的因素

影响棉纤维生长发育的主要因素是：基因型、激素、温度、水分、光照、授粉受精状况等。基因型决定棉纤维分化发育方式，内源或外源激素调控纤维分化、伸长、次生壁形成等发育过程。温度对纤维分化发育也有很大程度的影响。离体纤维生长发育除了受上述因素影响外，还受微量元素、维生素、ＮＨ４＾＋、ＣＯ２浓度等影响。     

棉花离体培养纤维的研究进展

从试管棉纤维的诱导条件、影响试管棉纤维分化和伸长的因子以及其发育机制等方面进行了综述。试管棉纤维主要是通过胚珠及愈伤组织诱导形成, 其影响因子主要是植物生长调节物质及外界环境。同时总结了目前棉花离体培养纤维中存在问题, 并展望了棉花离体培养的前景和应用价值。     

棉花离体培养纤维的研究进展

从试管棉纤维的诱导条件、影响试管棉纤维分化和伸长的因子以及其发育机制等方面进行了综述.试管棉纤维主要是通过胚珠及愈伤组织诱导形成,其影响因子主要是植物生长调节物质及外界环境.同时总结了目前棉花离体培养纤维中存在问题,并展望了棉花离体培养的前景和应用价值.     

棉纤维发育的分子生理机制

本文综述了棉纤维分化、发育的分子生理机制的研究现状,着重讨论了棉纤维细胞膨压的产生、细胞壁的松弛、结构分子的合成和加入、次生壁增厚的启始信号、纤维素的生物合成和细胞骨架系统控制纤维素沉积等机制。进而对本领域的研究前景提出了看法。     

试管棉纤维与天然棉纤维超微结构的差异(简报)

棉纤维由棉胚珠表皮细胞分化生长而成,是研究细胞分化、细胞伸长等机理的良好材料。为了更好地研究它的分化和发育,人们建立了多种实验系统:离体胚珠培养系统、胚珠来源的单细胞悬浮培养系统、胚珠愈伤组织细胞来源的细胞悬浮培养系统,并对这些实验系统的特点对纤维细胞分化和生长,如培养基的配方、激素配比、pH值、抑制剂或促进剂的影响等进行了较为系统的研究。发现棉纤维的发育     

黄瓜花原基的形成及与Ca~(2+)的关系

以黄瓜为试验材料研究了肉眼可见的花原基突起之前 ,花原基早期的分化过程。结果显示花原基分化和开花的起始节位是第一真叶节 ;肉眼可见花原基突起前早期的分化是在叶腋亚表皮部位形成一个球形的花原基起始细胞团 ,此细胞团进一步分裂、扩大形成肉眼可见的花原基突起 ;第一真叶节的花原基起始细胞团分化集中发生于 6～ 7d苗龄时期 ;Ca2 + 在花原基起始细胞团细胞中主要分布在细胞壁和细胞间隙 ,而在非起始细胞团的叶腋亚表皮细胞则主要分布在液泡中 ,并对Ca2 + 在花原基起始细胞团分化中的作用进行了讨论。     

棉纤维发育的分子生理机制

本文综述了棉纤维分化、发育的分子生理机制的研究现状，着重讨论了棉纤维细胞膨压的产生、细胞壁的松弛、结构分子的合成和加入、次生壁增厚的启始信号、纤维素的生物合成和细胞骨架系统控制纤维素沉积等机制。进而对本领域的研究前景提出了看法。     

棉纤维加厚发育相关物质对纤维比强度的影响

以高、中、低纤维比强度棉花品种科棉1号、美棉33B、苏棉15号和德夏棉1号为材料,研究与棉纤维加厚发育密切相关的可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性及其对纤维比强度形成的影响.结果显示,与中、低强纤维品种相比,高强纤维品种棉花铃龄为10 d时纤维可溶性糖、蔗糖含量高,全铃期内其转化率高且转化彻底,铃龄为24~31 d期间蔗糖累积量高;纤维加厚发育起始期的-β1,3-葡聚糖含量峰值高,其中后期转化迅速而彻底.高强纤维品种棉纤维中可溶性糖、蔗糖和-β1,3-葡聚糖含量动态变化特性利于纤维素累积特性的优化,即快速累积期长、累积速率平缓,易形成高强纤维.研究表明,在物质变化水平上,可溶性糖、蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量动态变化特性影响到棉纤维素累积特性,是导致棉纤维比强度品种差异的重要原因.     

Brassinosteroid regulates fiber development on cultured cotton ovules

Our current understanding of the role of phytohormones in the development of cotton fibers is derived largely from an amenable culture system in which cotton ovules, collected on the day of anthesis, are floated on liquid media. Under these conditions, supplemental auxin and gibberellin were found to promote fiber initiation and elongation. More recently, addition of low concentrations of the brassinosteroid brassinolide (BL) were also found to promote fiber elongation while a brassinosteroid biosynthesis inhibitor brassinazole2001 (Brz) inhibited fiber development. In order to elucidate the role of brassinosteroid in cotton fiber development further, we have performed a more detailed analysis of the effects of these chemicals on cultured cotton ovules. Our results confirm that exogenous BL promotes fiber elongation while treatment with Brz inhibits it. Furthermore, treatment of cotton floral buds with Brz results in the complete absence of fiber differentiation, indicating that BR is required for fiber initiation as well as elongation. Expression of fiber genes associated with cell elongation increased in ovules treated with BL and was suppressed by Brz treatment, establishing a correlation between brassinosteroid-regulated gene expression and fiber elongation. These results establish a clear connection between brassinosteroid and fiber development and open the door for genetic analysis of cotton development through direct modification of the brassinosteroid signal transduction pathway.     

雷蒙德氏棉HSP70基因家族的进化分析及其同源基因在陆地棉中的表达分析

热激蛋白70家族(HSP70)是一类在植物中高度保守的分子伴侣蛋白,在细胞中协助蛋白质正确折叠。文章利用隐马可链夫模型(HMM)在雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii L.)全基因组范围内进行HSP70基因家族成员进化分析,共得到30个HSP70家族成员。利用生物信息学对雷蒙德氏棉HSP70基因的结构、染色体分布、基因倍增模式以及系统进化进行分析,结果表明,HSP70基因家族根据亚细胞定位结果可分为不同的基因亚家族,各亚家族中HSP70基因具有相对保守的基因结构;染色体片段重复和串联重复是雷蒙德氏棉HSP70基因家族扩增的主要方式。通过对不同物种的HSP70基因家族进行系统进化分析可知,HSP70亚组的分化发生在单细胞植物形成前,且细胞质型HSP70成员大量扩增。比较陆地棉棉纤维发育不同时期的深度测序表达谱,发现HSP70基因可能参与棉纤维的生长发育。本研究结果有助于了解棉属植物HSP70基因家族的功能,以期为深入研究棉纤维发育过程中的分子调控机理提供基础。     

Physiological and biochemical changes associated with cotton fiber development. VIII. Wall components

Fibers of three cotton cultivars (Gossypium hirsutum L.) H-4, H-8 and (G. arboreum) G. Cot-15, which shows variation in staple length were analyzed for growth in terms of fiber length and fresh and dry mass. From the growth analysis cotton fiber development is divided in four distinct phases i.e. (i) initiation (ii) elongation (iii) secondary thickening and (iv) maturation. Rate of fiber elongation and rate of water content shows close parallelism. Highly esterified and less esterified pectic fraction along with high and low molecular weight xyloglucan fractions were estimated from fiber walls of all the three cotton genotypes. Xyloglucans were fractioned in to high and low molecular weight by alkali treatment, 1 M and 4 M KOH respectively. Xyloglucan content shows inverse correlation with fiber elongation. Role of water content and wall components in determination of staple length in cotton genotypes is discussed.