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棉花GhPIF4调控高温下花药败育机制初探

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PIF4属于PIF家族(PHYTOCHROME INTERACTING FACTORS FAMILY)，是一个响应温度变化的关键性转录因子，广泛参与植物热信号传导和激素信号通路。本研究从陆地棉'YZ1'中克隆获得GhPIF4基因，亚细胞定位结果表明，GhPIF4是一个核蛋白。qRT-PCR分析和proGhPIF4:GUS转基因棉花GUS染色结果显示，GhPIF4基因在棉花花药中高量表达，且其表达在高温敏感型材料'H05'中受到高温的显著诱导。在棉花中超量表达GhPIF4，不同的转基因株系表现不同的育性，表达量高的3个转基因系(OE5、OE7和OE19)开花当天的花药不开裂，花粉的活力均低于对照'YZ1'，而超表达程度略低的OE10，花药正常开裂，花粉活性正常，表明GhPIF4导致的花药败育具有剂量效应。对OE7和OE19在9～14 mm(绒毡层降解期)、14～19 mm(有丝分裂I期)中生长素的含量以及生长素合成关键基因GhTAA1、GhYUC2、GhCYP71A13的表达分析发现基因的表达与生长素含量下降变化一致。推测超表达GhPIF4在花药后期可能部分模拟棉花的高温响应状态，而组成型超表达GhPIF4可能改变了营养器官或早期花药中生长素的含量，亦或花药中生长素含量过低也会导致花药败育。以上结果为深入解析GhPIF4基因功能及了解高温胁迫下棉花花药败育的机制提供参考。
Mechanism of GhPIF4 regulating anther abortion under high temperature stress in cotton

陈淼、谢赛、王超智、李焱龙、张献龙、闵玲

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华中农业大学植物科学技术学院 / 作物遗传改良国家重点实验室, 湖北武汉 430070

棉花 高温 PIF4 生长素 花药/花粉败育

本研究由中央高校基础研究经费国家重点研发计划项目

1404190012018YFD0100403

2020

10.3724/SP.J.1006.2020.94188

作物学报
中国作物学会　中国农业科学院作物科学研究所

作物学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.803
ISSN：0496-3490
年,卷(期)：2020.46(9)
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