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棉花纤维伸长与乙烯-Macview高精度痕量乙烯测量系统
发表时间:2019-03-15 09:31:27点击:1436
纤维是从棉花胚珠表皮分化形成的单细胞结构,长约15毫米到37毫米,直径15微米,我国是先进产棉大国,无论是棉花单产还是总产量都比较高,但我国的原棉品质偏差,纤维平均长度偏短,纺高支纱棉布时,要掺入30%左右的进口优质原棉。中国原棉平均长度3厘米,美国原棉3.3厘米,这0.3厘米的差距就导致了我们需要进口1/4的进口原棉。通过分子生物学研究,找到控制纤维伸长的基因,可以我国棉花纤维的品质。
如何通过细胞生物学、生物化学和分子生物学的研究,阐明纤维长度的较终决定因子,研究并获得调控纤维细胞伸长的关键基因或关键代谢途径,是本领域的核心科学问题。
乙烯是植物研究中的非常重要的一种激素,生理作用是:三重反应、果实成熟、叶片衰老、诱导不定根和根毛发生、打破植物种子和芽的休眠、抑制许多植物开花(但能诱导、菠萝及其同属植物开花)、在雌雄异花同株植物中可以在花发育早期改变花的性别分化方向等。
相关数据表明,植物激素乙烯生物合成途径在棉花纤维发育早期显著上调,外源乙烯导致棉花纤维显著伸长,三个棉纤维特异表达的ACO基因都具有在体外合成植物激素乙烯的功能。
较长链脂肪酸通过调控植物激素乙烯的生物合成,影响纤维伸长。通过实验表明,较长链脂肪酸是控制棉纤维伸长发育的充分和必要条件。另外,较长链脂肪酸对细胞伸长不光影响纤维细胞,它还能影响根毛、主根、侧根的细胞生长。
因此,科学家在棉纤维伸长过程中的调控机制,发现饱和较长链脂肪酸作用于乙烯信号的上游,运用基因工程的手段,提高ACO或者KCS的基因的表达强度,可能提高我国棉花的产量和品质,Macview高精度痕量乙烯测量系统完全可用于基因表达水平的乙烯含量测量,精度为1ppb,分辨率为0.1ppb。
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