新疆农业科学 ›› 2024, Vol. 61 ›› Issue (6): 1301-1309.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2024.06.001

• 作物遗传育种•种质资源•分子遗传学•耕作栽培•生理生化 • 上一篇    下一篇

陆地棉4-香豆酸辅酶A连接酶基因Gh4CL30的功能分析

巩隽铭(), 熊显鹏, 张彩霞, 邵东南, 程帅帅, 孙杰()   

  1. 石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子 832003
  • 收稿日期:2023-10-23 出版日期:2024-06-20 发布日期:2024-08-08
  • 通信作者: 孙杰(1969-),男,新疆人,教授,博士,硕士生/博士生导师,研究方向为棉花遗传育种,(E-mail) sunjie@shzu.edu.cn
  • 作者简介:巩隽铭(1995- ),男,辽宁人,硕士研究生,研究方向为棉花分子育种,(E-mail) gongjunming_cn@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(31960438);新疆生产建设兵团国际科技合作项目(2021BC001);石河子大学高层次人才科研启动项目(RCZK2021B24);石河子市重点领域科技攻关项目(2022NY01)

Functional analysis of 4-coumarate: CoA ligase gene Gh4CL30 in upland cotton

GONG Junming(), XIONG Xianpeng, ZHANG Caixia, SHAO Dongnan, CHENG Shuaishuai, SUN Jie()   

  1. Key Laboratory of Oasis Eco-Agriculture of Xinjiang Production and Construction Corps / Agricultural College of Shihezi University, Shihezi Xinjiang 832003, China
  • Received:2023-10-23 Published:2024-06-20 Online:2024-08-08
  • Correspondence author: SUN Jie (1969-), male, from Xinjiang, professor,Ph.D, research direction: cotton genetics and breeding, (E-mail) sunjie@shzu.edu.cn
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China(31960438);International S&T Cooperation Project of Xinjiang Production and Construction Corps(2021BC001);Shihezi University High level Talent Research Launch Project(RCZK2021B24);Key Scientific and Technological prljects in key areas in Shihezi City(2022NY01)

摘要:

【目的】研究4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)家族基因Gh4CL30的生物学功能,为棉花株型育种提供理论依据和基因种质资源。【方法】利用病毒诱导的基因沉默技术和基因编辑技术获得Gh4CL30沉默和编辑植株,测定该基因抑制及敲除植株的黄酮和木质素含量,调查棉花田间表型性状、种子大小和纤维品质。【结果】Gh4CL30基因沉默和敲除植株中木质素合成相关基因表达量显著下降,4-香豆酸辅酶A连接酶含量显著减少,茎秆中木质素含量显著降低,其株高、种子大小和纤维长度显著降低。【结论】Gh4CL30通过调控木质素生物合成功能影响棉花的生长发育。

关键词: 陆地棉; 4-香豆酸辅酶A连接酶; 木质素; 基因编辑; 株高

Abstract:

【Objective】 To preliminarily study the biological function of 4-coumarate-CoA ligase (4CL) family gene gh4cl30, which might provide theoretical basis and genetic resources for cotton plant breeding. 【Methods】 Virus-induced gene silencing technology and gene editing technology was used to obtain gh4cl30-silenced and edited plants and determine the flavone and lignin contents of the gene suppressed and knockout plants to investigate field phenotype, seed size and fiber quality. 【Results】 Both gene silencing and gene editing of the gene resulted in dwarfing of the plants and a significant reduction of lignin content in the plant stalks.Field phenotypic measurements showed that seed size and fiber length were significantly reduced in the gene edited plants. 【Conclusion】 Gh4CL30 affects cotton growth and development mainly through regulating lignin biosynthesis.

Key words: Gossypium hirsutum L.; 4CL; lignin; gene editing; plant height

中图分类号: 


ISSN 1001-4330 CN 65-1097/S
邮发代号:58-18
国外代号:BM3342
主管:新疆农业科学院
主办:新疆农业科学院 新疆农业大学 新疆农学会

出版单位:《新疆农业科学》编辑部
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