賈春平,耿洪偉,倪志勇,朱亞夫,黃啟秀,曲延英,陳全家

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊 830052)

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海島棉Sus活性變化特征及時(shí)空表達(dá)模式與纖維比強(qiáng)度的關(guān)系

賈春平,耿洪偉,倪志勇,朱亞夫,黃啟秀,曲延英,陳全家*

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊 830052)

摘要:以海島棉(Gossypium barbadense L.)品種‘C6015’和‘新海29’(高比強(qiáng)度組)以及‘巴1248’和‘比馬1’(低比強(qiáng)度組)為實(shí)驗(yàn)材料,利用果糖和UDPG比色法以及qRT-PCR方法,對(duì)2個(gè)實(shí)驗(yàn)組不同纖維發(fā)育時(shí)期蔗糖合成酶(EC 2.4.1.13,Sus)活性變化特征及其基因家族時(shí)空表達(dá)模式進(jìn)行測(cè)定,并分析與纖維比強(qiáng)度的關(guān)系,探討海島棉纖維比強(qiáng)度差異形成的主要生理與分子機(jī)理。結(jié)果顯示:(1)品種‘C6015’和‘新海29’的平均纖維比強(qiáng)度分別為47.5和44.7 cN·tex-1,‘巴1248’和‘比馬1’分別為31.2和32.6 cN·tex-1,兩實(shí)驗(yàn)組平均纖維比強(qiáng)度差異極顯著。(2)纖維發(fā)育過(guò)程中4個(gè)海島棉品種的Sus活性變化特征均呈單峰曲線,且低比強(qiáng)度組的峰值出現(xiàn)較早,但高比強(qiáng)度組的峰值以及后期活性極顯著高于低比強(qiáng)度組。(3)海島棉纖維發(fā)育過(guò)程中高表達(dá)的Sus基因有Sus1A、Sus1D、Sus3A、Sus3D、Sus6A、Sus6D、Sus8D,但各基因成員在纖維發(fā)育過(guò)程中具有表達(dá)特異性;其中兩實(shí)驗(yàn)組的Sus3A基因都是在纖維次生壁加厚初期(花后20 d)開(kāi)始大量表達(dá)且達(dá)最大值后下降,說(shuō)明Sus3A基因在纖維次生壁加厚初期起作用;Sus1A、Sus1D基因在高比強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組的纖維次生壁加厚后期和末期(花后30 d)相對(duì)表達(dá)量較高并有明顯上升現(xiàn)象,而同期在低比強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組中相對(duì)表達(dá)量很低且無(wú)上升現(xiàn)象,說(shuō)明Sus1A、Sus1D基因作用于纖維次生壁加厚后期和末期。(4)兩實(shí)驗(yàn)組的Sus活性水平及其基因家族各成員相對(duì)表達(dá)量高低與纖維次生壁加厚后期維持高活性時(shí)間的長(zhǎng)短存在明顯差異,表現(xiàn)為高比強(qiáng)度組>低比強(qiáng)度組;且兩組Sus活性高低差異與Sus3A、Sus1A、Sus1D基因的表達(dá)差異同步。研究表明,海島棉Sus3A、Sus1A、Sus1D基因的表達(dá)差異與纖維比強(qiáng)度的形成有關(guān),可能是影響纖維比強(qiáng)度的關(guān)鍵基因。

關(guān)鍵詞:海島棉;蔗糖合成酶活性;纖維比強(qiáng)度;表達(dá)模式

Sus催化Sucrose+UDP?fructose+UDPG的可逆反應(yīng),但更偏向蔗糖裂解進(jìn)程[1],參與庫(kù)器官中蔗糖強(qiáng)度和細(xì)胞生長(zhǎng)分化的相關(guān)調(diào)控[2],是蔗糖代謝調(diào)節(jié)中的關(guān)鍵酶之一[3]。在淀粉及纖維素的合成、種子發(fā)育、逆境脅迫、生物固氮及調(diào)節(jié)植物細(xì)胞碳水化合物的分配及貯藏過(guò)程中發(fā)揮重要作用[4-10]。另外Sus基因在進(jìn)化過(guò)程中功能上發(fā)生分化,表現(xiàn)出組織和植株發(fā)育階段特異性[11-14]。Sus是一個(gè)多基因家族[15],四倍體棉花以系統(tǒng)進(jìn)化命名法可能有15個(gè)Sus基因(Sus1A-Sus8D),各成員與纖維生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系尚不明確[16]。

纖維比強(qiáng)度的形成及高低與纖維素的合成及平緩累積密切相關(guān)。纖維素合成的直接底物是尿苷二磷酸-D-葡萄糖(UDPG),該反應(yīng)受多個(gè)酶和基因的調(diào)控[17-18],Sus可催化生成UDPG,為該反應(yīng)提供前體物質(zhì)。故其活性及基因表達(dá)水平直接影響纖維素合成速度和沉積質(zhì)量,進(jìn)而影響纖維比強(qiáng)度[19]。

纖維比強(qiáng)度是原棉的重要品質(zhì)指標(biāo)之一[20-21]。海島棉以纖維較細(xì)、結(jié)構(gòu)致密、比強(qiáng)度高著稱。因此,本研究選擇比強(qiáng)度差異明顯的2組海島棉品種為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,利用果糖和UDPG比色法及qRT-PCR技術(shù),探究纖維生育時(shí)期Sus活性變化特征及其基因家族各成員表達(dá)特異性與作用,分析對(duì)纖維比強(qiáng)度的影響。旨在探索海島棉纖維比強(qiáng)度差異形成的主要生理與分子機(jī)理,深入研究纖維比強(qiáng)度的形成機(jī)制,為在分子水平上提升棉花產(chǎn)量及改良纖維品質(zhì)的輔助育種方法提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

海島棉品種‘C6015’、‘巴1248’、‘新海29’和‘比馬1’選自新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物遺傳育種海島棉資源群體庫(kù)。并于2015年4月12日種植于阿克蘇地區(qū)阿拉爾市16團(tuán)科研基地。2015年7月8日盛花期時(shí)開(kāi)始,每天早晨9:00選擇中部果枝一致已盛開(kāi)但未授粉的花朵掛牌并記錄開(kāi)花日期,分別摘取4個(gè)品種開(kāi)花后0、5、10、15、20、25、30和35 d的棉鈴,將纖維和種子(胚珠)剝離后用錫箔紙包好并標(biāo)記樣品,液氮速凍后分2份置于-20 ℃和-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2Sus活性及纖維品質(zhì)的測(cè)定

利用測(cè)定果糖和UDPG比色法測(cè)定不同比強(qiáng)度品種Sus活性[22]。包括緩沖液配制、粗酶液制備和酶活性測(cè)定3個(gè)步驟。酶活性的單位為mg·g-1·h-1,即為1 g樣品經(jīng)酶促反應(yīng)1 h后產(chǎn)生的蔗糖量(以mg計(jì))。采用BioTek公司的全功能微孔板檢測(cè)儀測(cè)定蔗糖在480 nm處吸光值,纖維樣品的的Sus活性計(jì)算公式為:

式中,C為依據(jù)樣品吸光值根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算的蔗糖量;V1為提取的粗酶液的體積;V2為在反應(yīng)時(shí)加的粗酶液體積;Fw為樣品質(zhì)量;n為反應(yīng)時(shí)稀釋倍數(shù);t為酶促反應(yīng)時(shí)間。

表1　本研究用到的引物信息

注:引物設(shè)計(jì)模板來(lái)自黃圣等的Sus序列[28]。

Note:The primer template for qRT-PCR comes from HUANG Setal[28].

棉花采收軋花后,不同比強(qiáng)度品種各送15 g左右混合纖維樣品至農(nóng)業(yè)部棉花質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(烏魯木齊)檢測(cè)纖維品質(zhì)。

1.3實(shí)時(shí)熒光定量(qRT-PCR)檢測(cè)

采用北京全式金公司的改良CTAB法(TransZolPlant RNA)試劑盒提取海島棉纖維中的總RNA。提取纖維總RNA所用的全部實(shí)驗(yàn)耗材均確保RNase-free。每個(gè)纖維發(fā)育時(shí)期樣品獨(dú)立提取3份總RNA,置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩＠肨itertek-Berthold公司的超微量分光光度計(jì)(Colibri)檢測(cè)總RNA濃度和質(zhì)量,通過(guò)北京全式金公司的DNase Ⅰ(RNase-free)處理總RNA樣品中的DNA雜質(zhì)。

每個(gè)采用Thermo公司逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(RevertAid First strand cDNA Synthesis kit)合成的cDNA樣品,都用ddH2O稀釋20倍后作為qRT-PCR模板。使用北京全式金公司的qRT-PCR試劑盒(TransStart Green qPCR SuperMix),通過(guò)ABI Prism 7500 Fast System檢測(cè)15個(gè)Sus基因在纖維不同生育時(shí)期的表達(dá)水平。擴(kuò)增體系為25 μL,包括cDNA 1 μL約2 ng、2×Trans Start Green qPCR SuperMix 10 μL、上下游引物各0.4 μL,Passive Reference Dye Ⅱ(50×)0.4 μL,不足體系部分用ddH2O補(bǔ)足。采用兩步法增加特異性,擴(kuò)增條件為94 ℃預(yù)變性30 s;94 ℃變性5 s,60 ℃退火34 s,共40個(gè)循環(huán)。根據(jù)定量擴(kuò)增曲線達(dá)到平臺(tái)期時(shí)的Ct值,以u(píng)biquitin為內(nèi)參基因計(jì)算相對(duì)表達(dá)量。相對(duì)表達(dá)量計(jì)算公式為2-△Ct。實(shí)時(shí)熒光定量PCR引物序列(表1),使用SPSS 17.0中獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1海島棉纖維品質(zhì)性狀分析

4個(gè)海島棉品種的3年共8項(xiàng)纖維品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)列于表2。通過(guò)SPSS 17.0中獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)‘C6015’和‘巴1248’(第1組)及‘新海29’和‘比馬1’(第2組)進(jìn)行方差分析發(fā)現(xiàn),這2組在斷裂比強(qiáng)度上均達(dá)到極顯著差異(P<0.01);在上半部平均長(zhǎng)度上,第2組呈極顯著差異;在整齊度比率上,第2組呈極顯著差異;在紡紗均勻性指數(shù)上,第1組呈顯著差異(P<0.05),第2組呈極顯著差異(P<0.01);其余各項(xiàng)纖維品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)均無(wú)顯著差異。

表2　海島棉4個(gè)材料的纖維品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)

注:海島棉纖維品質(zhì)數(shù)據(jù)由農(nóng)業(yè)部棉花質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(烏魯木齊)提供;*和**分別表示0.05和0.01的差異顯著水平。下同。

Note:Fiber quality traits ofGossypiumbarbadensewere provided by ministry of agriculture cotton quality supervising and testing center (Urumqi);* and ** mean significant difference at the levels of 0.05 and 0.01,respectively.The same as below.

2.2海島棉纖維發(fā)育過(guò)程中Sus活性變化特征

圖1顯示,纖維發(fā)育過(guò)程中4個(gè)海島棉品種的Sus活性變化特征均呈單峰曲線。其中‘C6015’和‘新海29’Sus活性峰值出現(xiàn)在花后30 d,‘巴1248’和‘比馬1’峰值出現(xiàn)在花后25 d。另外,前二者維持高Sus活性時(shí)間長(zhǎng)于后二者,突出表現(xiàn)在花后25～35 d。前二者花后25～30 dSus活性繼續(xù)呈快速上升現(xiàn)象,而后二者Sus活性開(kāi)始出現(xiàn)下降現(xiàn)象;花后30～35 d前二者Sus活性小幅下降但依然維持在較高水平,而后二者Sus活性已呈快速下降趨勢(shì)并降至較低水平。通過(guò)SPSS 17.0中獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)‘C6015’和‘巴1248’(第1組)與‘新海29’和‘比馬1’(第2組)纖維發(fā)育過(guò)程中Sus活性差異顯著(圖1)。

2.3不同棉纖維發(fā)育時(shí)期Sus基因表達(dá)模式分析

為了對(duì)上述Sus活性變化特征結(jié)果進(jìn)行更為深入的闡釋,利用15對(duì)特異性引物,通過(guò)qRT-PCR對(duì)4個(gè)海島棉品種不同纖維發(fā)育時(shí)期Sus基因家族各成員表達(dá)模式進(jìn)行了檢測(cè)。通過(guò)SPSS 17.0中獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分別對(duì)‘C6015’和‘巴1248’(第1組)及‘新海29’和‘比馬1’(第2組)不同纖維發(fā)育時(shí)期Sus基因家族各成員相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行顯著性分析。結(jié)果顯示,纖維中高表達(dá)的Sus基因有Sus1A、

圖1　纖維發(fā)育過(guò)程中Sus活性的動(dòng)態(tài)變化

Sus1D、Sus3A、Sus3D、Sus6A、Sus6D、Sus8D。Sus1A、Sus1D分別在纖維發(fā)育的起始期和伸長(zhǎng)期(花后0～15 d)和起始期(花后0～5 d)大量表達(dá),且這2個(gè)基因在次生壁加厚后期(花后30～35 d)表達(dá)量又重新回升(圖2,A、B);Sus3D、Sus8,Sus8A和Sus7A、Sus7D分別在起始期(花后0～5 d)和纖維突起和快速伸長(zhǎng)期(花后0～10 d)大量表達(dá)(圖2,E、H);Sus4A、Sus5D、Sus8D都是在纖維伸長(zhǎng)期(花后15 d)達(dá)到峰值(圖2,F、I);Sus3A在次生壁加厚初期(花后20 d)開(kāi)始大量表達(dá)為最大值隨后快速下降(圖2,D);海島棉纖維生長(zhǎng)發(fā)育全時(shí)期Sus6D、Sus6A的表達(dá)量遠(yuǎn)高于其他13個(gè)Sus基因,它們可能是纖維中優(yōu)勢(shì)表達(dá)的基因(圖2,G)。而Sus2A、Sus4D全時(shí)期表達(dá)量極低或不表達(dá),可能與纖維發(fā)育關(guān)系不大(圖2,C)。

圖2　纖維發(fā)育過(guò)程中蔗糖合成酶基因表達(dá)模式分析

圖3　纖維發(fā)育過(guò)程中Sus基因相對(duì)高表達(dá)情況及分布模式

2.4纖維發(fā)育過(guò)程中Sus基因相對(duì)高表達(dá)情況及分布模式

利用相對(duì)表達(dá)量公式:{‘C6015’(Sus1A,花后0 d)+‘新海29’(Sus1A,花后0 d)}/2-{‘巴1248’(Sus1A,花后0 d)+‘比馬1’(Sus1A,花后0 d)}/2取正值舍負(fù)后得到Sus1A基因在花后0 d的相對(duì)高表達(dá)情況。利用公式依次可計(jì)算出其它14個(gè)Sus基因在花后0 d的相對(duì)高表達(dá)情況。同理,可計(jì)算Sus1A～Sus8D基因在花后5～35 d的相對(duì)高表達(dá)情況。通過(guò)直觀的觀察比較Sus基因各成員相對(duì)高表達(dá)情況及分布模式可發(fā)現(xiàn)(圖3),纖維發(fā)育全時(shí)期Sus6D、Sus6A的表達(dá)量遠(yuǎn)高于其他13個(gè)Sus基因,尤其在花后5～15 d。花后20 d相對(duì)高表達(dá)的Sus基因有Sus3A、Sus5D、Sus6D、Sus8D;花后25 d為Sus3A、Sus8D;花后30 d為Sus1A、Sus1D、Sus6D、Sus8D;花后35 d為Sus1A、Sus1D、Sus3A、Sus6D。排除可能是纖維中優(yōu)勢(shì)表達(dá)Sus基因(Sus6D),可能是組成型表達(dá)Sus基因(Sus8D)和其它相對(duì)高表達(dá)不明顯Sus基因(Sus5D)的影響后,我們認(rèn)為Sus3A、Sus1A、Sus1D為纖維次生壁加厚期(花后20～35 d)相對(duì)高表達(dá)的Sus基因。

3討論

目前,異源四倍體陸地棉(GossypiumhirsutumL.)全基因組圖譜(AADD基因組)已于2015年完成解析工作,結(jié)束了棉花沒(méi)有參考基因組圖譜的歷史[23]。在注釋過(guò)程中發(fā)現(xiàn)陸地棉有15個(gè)Sus基因[16],它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上具有保守性,但功能上又發(fā)生分化。Brill等[24]對(duì)陸地棉纖維發(fā)育不同階段SusA、SusB、SusC、SusD基因研究發(fā)現(xiàn),這4者在不同的纖維發(fā)育階段發(fā)揮不同的調(diào)控作用。Salnikov等[25]發(fā)現(xiàn)纖維次生壁加厚期Sus活性和纖維素沉積量與比強(qiáng)度關(guān)系密切且呈顯著正相關(guān)。張文靜等[26]和束紅梅等[27]研究也表明高比強(qiáng)度品種Sus活性動(dòng)態(tài)變化,基因表達(dá)量與纖維素快速累計(jì)增長(zhǎng)期的協(xié)調(diào)性好,纖維素累積平緩,纖維比強(qiáng)度增幅大;低比強(qiáng)度品種反之。

本研究選用比張文靜等[26]和束紅梅等[27]所用研究材料平均纖維比強(qiáng)度更高,纖維比強(qiáng)度差異更明顯的海島棉材料作為研究對(duì)象,在研究Sus基因?qū)w維比強(qiáng)度的影響方面具有一定的說(shuō)服力。同時(shí),設(shè)立的研究時(shí)期比Zou等[16]和黃圣等[28]的更多,可更全面分析多個(gè)Sus基因參與棉纖維生長(zhǎng)發(fā)育階段,且不同的Sus基因在不同階段作用不同的情況。結(jié)合花后0～35 d的Sus活性變化特征測(cè)定結(jié)果,可對(duì)Sus基因在纖維發(fā)育全時(shí)期相關(guān)作用機(jī)制進(jìn)行深入細(xì)致的闡釋。結(jié)果表明,2個(gè)實(shí)驗(yàn)組Sus3A基因在花后20 d開(kāi)始大量表達(dá)為最大值隨后下降趨勢(shì)明顯,表達(dá)模式同于黃圣等[28]對(duì)陸地棉GhSus3A的研究結(jié)果,不同于Chen等[29]對(duì)二倍體亞洲棉(GossypiumarboretumL.)GaSus3在花后15 d達(dá)到最大值的研究結(jié)果,說(shuō)明四倍體棉花中Sus3A主要作用于纖維次生壁加厚初期而不是纖維快速伸長(zhǎng)期。2個(gè)實(shí)驗(yàn)組Sus1A基因在花后0～15 d的表達(dá)模式與陸地棉GhSus1A基因相似,但本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),高比強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組Sus1A基因在花后30～35 d表達(dá)量又重新回升。低比強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組Sus1A基因除在花后20 d表達(dá)量略高于前者外,同期相對(duì)表達(dá)量并沒(méi)有上升且遠(yuǎn)低于前者。海島棉Sus1D、Sus3D、Sus8,Sus8A基因在2個(gè)實(shí)驗(yàn)組花后0～5 d大量表達(dá),其中Sus3D、Sus8、Sus8A基因和低比強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組Sus1D基因與黃圣等[28]對(duì)陸地棉GhSus1D基因和Chen等[29]對(duì)二倍體亞洲棉GaSus1基因的研究結(jié)果相同,呈現(xiàn)出纖維起始期明顯特異高表達(dá),纖維伸長(zhǎng)期及次生壁加厚初期下降的表達(dá)模式。本研究還發(fā)現(xiàn),高比強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組Sus1D基因在花后30～35 d相對(duì)表達(dá)量又重新開(kāi)始上升,低比強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)組Sus1D基因除在花后25 d表達(dá)量高于前者外,同期Sus1D基因表達(dá)量并沒(méi)有上升且遠(yuǎn)低于前者,以上說(shuō)明Sus1A、Sus1D基因作用于纖維次生壁加厚后期和末期。2個(gè)實(shí)驗(yàn)組Sus7A、Sus7D基因在花后0～10 d相對(duì)表達(dá)量較高,其余時(shí)期相對(duì)于其他13個(gè)Sus基因表達(dá)量很低或基本不表達(dá)。該現(xiàn)象與黃圣等[28]對(duì)陸地棉GhSus7D基因的研究結(jié)果基本相一致。2個(gè)實(shí)驗(yàn)組Sus4A、Sus5D、Sus8D基因都是在花后15 d達(dá)到峰值,Sus4A、Sus5D基因的表達(dá)模式與Zou等[16]和黃圣等[28]對(duì)陸地棉GhSus4A、GhSus5D基因的研究結(jié)果相一致,即在纖維伸長(zhǎng)期依賴Sus4A、Sus5D基因合成其所必須的大量纖維素。本研究還發(fā)現(xiàn)海島棉Sus8D基因在達(dá)到峰值后并沒(méi)有像Sus4A、Sus5D基因一樣快速回落到較低的表達(dá)水平而是全程持續(xù)較高表達(dá),且Sus8D基因在纖維發(fā)育各時(shí)期表達(dá)量都高于Sus4A、Sus5D基因。這與陸地棉GhSus8D基因轉(zhuǎn)錄豐度低、表達(dá)水平差的現(xiàn)象不同。因除了花后10 d和花后35 d外都有Sus8D基因高表達(dá)情況發(fā)生,故推測(cè)可能原因是其在海島棉纖維發(fā)育過(guò)程中屬組成型表達(dá)基因。通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量結(jié)果分析,我們認(rèn)為海島棉Sus3A、Sus1A、Sus1D基因與纖維比強(qiáng)度的形成與差異有關(guān),可能是影響纖維比強(qiáng)度的關(guān)鍵基因。

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(編輯:宋亞珍)

Activity Changes and Expression Profiles ofSuswith Relation to Fiber Strength in Island Cotton (GossypiumbarbadenseL.)

JIA Chunping,GENG Hongwei,NI Zhiyong,ZHU Yafu,HUANG Qixiu,QU Yanying,CHEN Quanjia*

(College of Agronomy,Key Laboratory of Agricultural Biological Technology,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)

Abstract:In this study,we used island cotton (Gossypium barbadense L.) variety as experimental materials,which are ‘C6015’ and ‘Xinhai 29’,(high fiber strength experimental group);‘Ba 1248’ and ‘Bima 1’,(low fiber strength experimental group).Activity changes and expression profiles of sucrose synthase (EC 2.4.1.13,Sus) during different development periods were measured by fructose and UDPG colorimetric with qRT-PCR methods in two experimental groups,which differences of fiber strength are obvious.Analysis the relationship between activity changes,expression profiles of Sus and fiber strength.In addition,we discussed the main physiological and molecular mechanisms,which lead to form differences of fiber strength in island cotton.The results showed that:(1)the average strength of ‘C6015’ and ‘Xinhai 29’:47.5 cN·tex-1and 44.7 cN·tex-1,respectively;the average strength of ‘Ba 1248’ and ‘Bima 1’:31.2 cN·tex-1and 32.6 cN·tex-1,respectively.The difference was extremely significant about the average strength in two experimental groups.(2)Activity change features of Sus were all single peak curve appear in 4 island cotton varieties,as well as peak appear more early in low fiber strength experimental group.However,peak and later activity of Sus in high fiber strength experimental group were higher and reached to very significant as compared with the low fiber strength experimental group.(3)High expression of Sus genes were Sus1A,Sus1D,Sus3A,Sus3D,Sus6A,Sus6D and Sus8D,but each member of Sus genes had specific expression during fiber development in island cotton.Expression of Sus3A gene start increased to maximum then droped at initial stage of secondary wall thickening (20 days post anthesis) in two experimental groups.Showed that it emphasized on the role of this period;expression of Sus1A and Sus1D genes happened increased phenomenon at late and final period of secondary wall thickening (30-35 days post anthesis) in high fiber strength experimental group.However,expression of Sus1A and Sus1D genes were very low and did not existence this phenomenon at those periods in low fiber strength experimental group.The results showed that both of them work in these periods.(4)The obvious differences about Sus activity level,relative expression of Sus gene each member,as well as Sus activity maintain time during late stage of secondary wall thickening in two experimental groups showed as high fiber strength experimental group>low fiber strength experimental group.Furthermore,the differences of Sus activity about high or low was synchronize with the differences of expression in Sus3A,Sus1A and Sus1D genes.Research showed that:Sus3A,Sus1A,Sus1D genes associated with formation and differences of fiber strength.They may key genes,which affect the fiber strength.

Key words:Gossypium barbadense L.;sucrose synthase activity;fiber strength;expression profiles

中圖分類號(hào):Q789

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

作者簡(jiǎn)介:賈春平(1992-),在讀碩士研究生,主要從事棉花纖維品質(zhì)改良研究。E-mail:sevenjcp@163.com*通信作者:陳全家,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事棉花遺傳育種研究。E-mail:chqjia@126.com

基金項(xiàng)目:新疆維吾爾自治區(qū)高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(201411103)

收稿日期:2015-11-25;修改稿收到日期:2016-01-18

文章編號(hào):1000-4025(2016)02-0249-08

doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2016.02.0249