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下载Firefoxbat365中文官网登录入口朱玉贤教授领导的课题组与芬兰奥鲁大学Kalervo Hiltunen教授合作在棉花纤维伸长机制方面的研究取得新进展,其研究成果发表在2007年11月出版的Plant Cell上(Yong-Mei Qin, Chun-Yang Hu, Yu Pang, Alexander J. Kastaniotis, J. Kalervo Hiltunen and Yu-Xian Zhu. Saturated very-long-chain fatty acids promote cotton fiber and Arabidopsis cell elongation by activating ethylene biosynthesis. The Plant Cell, 19, 3692-3704, 2007)。这是该实验室在鉴定大量纤维细胞伸长相关基因,发现乙烯合成是棉纤维伸长过程中最显著上调的代谢途径(The Plant Cell, 18, 651-664, 2006)的基础上取得的又一重要研究进展。
该实验室首先以纺织工业中应用最广泛的陆地棉为材料分离得到了12,233个独立棉花cDNA克隆(基因),借助cDNA的微阵列芯片高通量的检测技术将这些基因PCR扩增并点制cDNA微阵列,以纤维伸长不同时期的野生型和突变体棉花RNA为材料获得了纤维伸长时期的基因表达谱,应用KOBAS软件对在纤维伸长时期高表达的基因进行分析,结果表明有12个代谢途径在棉纤维中显著上调。超长链脂肪酸(碳链长度超过18的脂肪酸, VLCFA)延伸途径是其中的一条重要上调途径。一般认为在植物体内,VLCFA是合成植物表皮蜡质、软木脂、种子内储存的三脂酰甘油及细胞中鞘脂的前体物质。VLCFA延伸酶是一个复合酶体系,由3-酮脂酰-CoA合酶(KCS)、3-酮脂酰-CoA还原酶、3-羟脂酰-CoA脱水酶及烯酰-CoA还原酶组成。该课题组极具创意地将饱和VLCFA加入到棉花胚珠的体外培养体系中, 发现VLCFA能够明显促进纤维细胞的伸长,而碳链长度为14-18的饱和脂肪酸没有此作用;KCS抑制剂明显抑制纤维伸长,这种抑制效应能够显著地被 VLCFA或乙烯回复。GC-MS/LC-MS分析技术证明纤维伸长或抑制作用与VLCFA或KCS抑制剂随时间被摄入植物组织内的浓度直接相关。 VLCFA不仅促进棉纤维发育,而且还能促进拟南芥茎细胞伸长,结果表明VLCFA通过激活乙烯合成途径而促进植物细胞伸长发育。这是关于VLCFA可能作为植物信号分子的首次报道,对于VLCFA如何调控植物发育的进一步研究具有重要意义。