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

陆地棉4-香豆酸辅酶A连接酶基因Gh4CL30的功能分析

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

巩隽铭 熊显鹏 张彩霞 邵东南 程帅帅 孙杰
新疆农业科学2024,Vol.61Issue(6) :1301-1309.DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2024.06.001

陆地棉4-香豆酸辅酶A连接酶基因Gh4CL30的功能分析

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

巩隽铭 1熊显鹏 1张彩霞 1邵东南 1程帅帅 1孙杰1
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作者信息

  • 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
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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 通过调控棉花木质素生物合成功能影响其生长发育.

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 ob-tain 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 re-duced in the gene edited plants.[Conclusion]Gh4CL30 affects cotton growth and development mainly through regulating lignin biosynthesis.

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

Key words

Gossypium hirsutum L./4CL/lignin/gene editing/plant height

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基金项目

国家自然科学基金(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基金(RCZK2021B24)

石河子市重点领域科技攻关计划(2022NY01)

出版年

2024
新疆农业科学
新疆农业科学院 新疆农业大学 新疆农学会

新疆农业科学

CSTPCD北大核心
影响因子:0.698
ISSN:1001-4330
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