脯氨酸羟化酶GhP4H2在棉花纤维发育中的功能研究

摘要：

阿拉伯半乳聚糖蛋白(arabinogalactan proteins,AGP)在棉花纤维发育过程中发挥重要作用.AGP由富含羟脯氨酸的主链蛋白和大量II型阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan,AG)侧链组成,其合成过程要经历2次翻译后修饰,首先是氨基酸主链上的脯氨酸被脯氨酸羟化酶(prolyl-4-hydroxylases,P4H)羟基化,随后在糖基转移酶(glycosyltransferases,GT)催化作用下将阿拉伯半乳聚糖或寡糖添加到羟脯氨酸残基上.我们前期利用P4Hs的抑制剂处理棉花离体胚发现,棉纤维伸长受到抑制,暗示P4H参与棉纤维生长发育过程.为深入研究P4H在棉纤维发育中的功能,我们从棉花中分离鉴定了1个在棉纤维发育过程中高量表达的脯氨酸羟化酶基因GhP4H2.本研究分别构建了GhP4H2过表达和RNA interference(RNAi)载体,通过农杆菌介导法转化棉花,获得转基因植株,发现过表达转基因棉花株系T1～T3代成熟棉纤维变短,AGP含量增加,AG多糖侧链也发生变化.对过表达转基因植株和野生型植株棉纤维的转录组分析表明,GhP4H2正调控包括AGP在内的细胞壁糖蛋白基因的表达.基于以上研究,我们推测GhP4H2可能主要通过影响AGP糖链组分调控棉纤维生长发育.

关键词：棉纤维、阿拉伯半乳聚糖蛋白、脯氨酸羟化酶

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资助基金：本研究由国家自然科学基金项目31970516,31671735

在线出版日期：2021-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1239-1247