不同基因型棉花纤维发育关键酶活性变化特征与纤维比强度形成的关系

【作者】 束红梅； 王友华； 张文静； 周治国；

【机构】 南京农业大学/农业部作物生长调控重点开放试验室；

【摘要】 选择棉纤维比强度差异明显的2个基因型品种,研究棉纤维发育关键酶（蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶）活性的变化特征及其与纤维比强度形成的关系。结果表明：棉纤维发育过程中蔗糖合成酶、β-1,3- 葡聚糖酶活性变化特征在生化和 mRNA 转录水平上均存在明显的基因型差异,影响纤维素的沉积特性及纤维比强度的形成。在生化水平上,高强纤维品种(科棉1号,平均比强度为35cN·tex^-1)的蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶活性均高于低强纤维品种(德夏棉1号,平均比强度为26cN·tex^-1)。在 mRNA 转录水平上,高强纤维品种（科棉1号）蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶的基因表达量及维持高表达时间均高于低强纤维品种（德夏棉1号）,其中,高强纤维品种蔗糖合成酶的基因表达量铃龄25天时明显高于低强纤维品种,而β-1,3-葡聚糖酶的基因表达量则在铃龄10～25天均高于低强纤维品种,这与高强纤维品种纤维发育关键酶活性高的结论一致。在纤维比强度形成过程中,高强纤维品种（科棉1号）的纤维素累积平缓且纤维素累积持续期长于低强纤维品种（德夏棉1号）,与高强纤维品种纤维发育关键酶活性变化特征即酶活性高、基因表达量高及维持高表达时间长的结果相符,但品种间差异程度受棉株果枝部位影响。在棉纤维发育相关酶中,Expansin、β-1,4-葡聚糖酶的基因表达量随铃龄的增加呈下降趋势（铃龄20天时表达量显著下降）,这与棉纤维形成过程（铃龄25天前伸长较快,随后趋于停止）一致,且高强纤维品种 Expansin、β-1,4-葡聚糖酶基因维持高表达时间长与其纤维伸长期较长相吻合。更多还原