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。     

棉纤维发育及其相关基因表达调控研究进展

棉纤维的强度和长度是评价棉花品质优劣的重要标准。棉纤维发育是一个高度程序化的调控过程。在纤维发育的各个时期, 均有大量基因参与纤维细胞发育的调控。本文介绍棉纤维细胞发育各个时期的形态结构和生理生化特征以及一些纤维特异性基因表达调控等方面的研究概况和最新进展, 以期能够在细胞和分子水平上了解棉纤维发育的基本生物学过程及其调控机制。     

棉纤维发育及其相关基因表达调控研究进展

棉纤维的强度和长度是评价棉花品质优劣的重要标准。棉纤维发育是一个高度程序化的调控过程。在纤维发育的各个时期,均有大量基因参与纤维细胞发育的调控。本文介绍棉纤维细胞发育各个时期的形态结构和生理生化特征以及一些纤维特异性基因表达调控等方面的研究概况和最新进展,以期能够在细胞和分子水平上了解棉纤维发育的基本生物学过程及其调控机制。     

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。     

乙烯、超长链脂肪酸、活性氧、油菜素内酯和赤霉素相互作用调控棉纤维伸长发育的分子机制研究

棉纤维细胞的快速极性生长与植物激素的合成、细胞膜和细胞壁的合成、细胞壁的松弛和延展密切相关。其中,植物激素作为调控因子一直是纤维发育领域研究的热点。该文对植物激素乙烯、油菜素内酯、赤霉素、活性氧以及超长链脂肪酸的生物合成及信号转导途径进行了综述,并介绍了它们在棉纤维发生发育过程中的作用机理及相互关系的最新研究进展,为深入阐明纤维细胞伸长的调控规律,最终提高棉纤维产量和品质提供理论依据。     

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     

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。     

天然棕色棉纤维色素光谱学特性及其化学结构初步推断

在纯化棕色棉纤维色素的基础上,测定了天然棕色棉纤维色素的紫外-可见光谱（UV光谱）、红外光谱（IR光谱）以及分析了pH值、浓度、诊断试剂对天然棕色棉纤维色素UV光谱的影响,发现天然棕色棉纤维色素UV光谱随着pH值和浓度不同而变化,诊断试剂对纤维色素UV光谱也有影响,但并不符合黄酮类化合物对诊断试剂的反应规律,红外光谱的主要吸收波数是3554、3477、3414、3289、1638、1618、1386、1073、617、478cm^-1。结合化学性质鉴定,以及和已知的白色棉种皮色素比较。初步推断棕色棉色素的化学结构,认为棕色棉纤维中的色素是由单宁物质氧化形成的醌类化合物。最后解释了棕色棉纤维具有颜色是因为棉纤维发育后期缩合单宁接触空气后氧化的结果。     

陆地棉‘徐州142’纤维不同发育时期蛋白质组比较分析

该研究以陆地棉‘徐州142’为材料,于开花后5、10、15、20、25、30d分别取样(棉铃)代表6个不同时期的棉纤维,利用双向电泳技术比较了棉纤维发育不同时期蛋白质组的变化,以明确不同发育阶段差异表达蛋白质及其功能与纤维发育之间的关系,为棉花产量和品质的改良提供理论依据。结果显示:(1)随着棉花的发育,棉纤维中的总蛋白含量逐渐降低,在开花后5d(5DPA)时棉花纤维中总蛋白的含量最高,达到11.7%,同时2-DE图谱中发现了15个明显的差异蛋白点;(2)运用MALDI-TOF-MS对差异蛋白质点鉴定结果发现,有5个明显的差异蛋白与棉花纤维发育相关,分别是GhSAM、GhPGK、GhCSD、GhFB和GhMDH蛋白;(3)开花后不同时期棉纤维蛋白质组的2-DE图谱表明,GhSAM、GhPGK1和GhMDH 3个蛋白在整个发育期都表达,但GhCSD从15DPA开始表达,GhFB从20DPA开始表达,而且GhSAM在15DPA时蛋白表达量最高,GhPGK1在10DPA时表达量最高,GhMDH、GhCSD和GhFB都是在30DPA时表达量最高。研究表明,棉纤维发育不同时期存在着差异蛋白,且在纤维发育不同时期蛋白的表达量也存在差异,同时这些差异蛋白参与能量代谢、碳代谢、细胞周期调控和发育等途径。     

棉纤维分化起始的分子生物学研究进展

棉纤维的分化起始是棉纤维形态建成的初始阶段,对棉纤维的产量和质量有重要影响。本文对棉纤维细胞起始分化的时空顺序、影响因素以及近年来棉纤维分化起始在分子水平上的研究进展进行了综述,以阐明细胞分化的内在机理,为通过遗传工程途径人为控制棉纤维生长发育、选育优良农艺性状的新种质提供依据。     

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。     

Levels of Cytokinins in the Ovules of Cotton Mutants with Altered Fiber Development

Endogenous levels of cytokinin and abscisic acid (ABA) were determined in ovules of normal cotton (TM-1) and four fiber differentiation mutants (n2, Ligon lintless, H10, and Xu142) before and after flowering by enzyme-linked immunosorbent assays. The fluctuation patterns of ABA levels in ovules of normal cotton and mutants were similar. At the fiber elongation stage, ABA content was low, and from 1 day after flowering, the ABA content decreased steadily. On the other hand, the peaks of isopentenyladenine and isopentenyladenosine in ovules of TM-1 were observed 1 day before flowering. The level of cytokinins decreased after flowering in TM-1, whereas in the mutants it increased steadily. These results indicate that endogenous ABA is probably not the main inhibitor for fiber elongation and that endogenous cytokinins likely play a dual role in fiber development. Before flowering, cytokinins function as one of the stimuli for the initiation of fibers, but after flowering, cytokinins inhibit fiber growth. Received February 18, 1997; accepted June 11, 1997