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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2013年第6期
早在 20 世纪 80 年代，人们就已经证实动植物、
细菌和真菌的细胞质中广泛存在着一类脂质转移蛋
白（LTPs），它担负着细胞内脂质转运的功能，这种
蛋白大约占细胞中可溶蛋白总量的 4%［1］。LTP 的生
物学功能呈现出多样性和复杂性 ：李诚斌等［2］从巴
西旱稻中克隆到全长的 OsLTP1 基因，过量表达该基
因的转基因水稻有较强的耐盐能力，另外，LTP 基
因的表达受 ABA、NaCl、甘露醇、PEG 等处理的影响，
收稿日期 ：2013-01-30
基金项目 ：国家转基因专项（2011zx08011-002），兵团青年科技创新资金专项（2013cb010）
作者简介 ：沈海涛，男，硕士，助理研究员，研究方向 ：植物基因工程 ；E-mail ：ghost521@126.com
通讯作者 ：祝建波，男，研究员，研究方向 ：植物基因工程 ；E-mail ：274831213@qq.com
新疆陆地棉组成型表达海岛棉脂质转移酶基因
GbLTP1 和 GbLTP3 特性研究
沈海涛1，2  王爱英1，2  李予霞1  祝建波1，2
（1. 石河子大学生命科学学院，石河子 832003 ；2. 石河子大学农业生物技术重点实验室，石河子 832003）
摘 要 ： 根据 LTPs 基因保守序列从海岛棉品种新海 21 中克隆两个脂质转移酶基因 GbLTP1 和 GbLTP3。构建组成型表达载
体 pCAMBIA2301-GbLTP1 和 pCAMBIA2301-GbLTP3 两个植物表达载体转化陆地棉。通过卡那霉素筛选、PCR 和 RT-PCR 检测，获
得转 GbLTP1 基因棉花和转 GbLTP3 基因棉花各两个株系。利用 SPSS18.0 分析转基因后代抗病性、农艺性状和经济性状影响。结果
显示，通过将 GbLTP3 与 GbLTP1 基因导入新疆陆地棉，棉花抗黄、枯萎病抗性和纤维品质相对于受体显著提高，特别是纤维长度
和整齐度达到极显著水平（P<0.05）。外源基因 GbLTP3 与 GbLTP1 基因导入不会影响棉花农艺性状、产量性状。
关键词 ： 脂质转移酶 转基因棉花 棉花枯萎病和黄萎病 农艺性状 纤维品质
Study on Characteristics of Constitutive Expression of GbLTP1 and
GbLTP3 Genes in Land-cotton
Shen Haitao1，2 Wang Aiying1，2 Li Yuxia1 Zhu Jianbo1，2
（1. College of Life Sciences of Shihezi University，Shihezi 832003 ；2. Key Laboratory of Agriculture Biotechnology of
Shihezi University，Shihezi 832003）
Abstract:  According to the conserved sequences of LTPs gene from G. barbadense variety Xinhai 21 clone two lipid transferase gene
GbLTP1 and GbLTP3. Constructing the constitutive expression vector pCAMBIA2301-GbLTP1 and pCAMBIA2301-GbLTP1 two plant
expression vectors were transformed into upland cotton. By kanamycin screening, PCR and RT-PCR technique, to obtain transgenic GbLTP1
cotton and transgenic GbLTP3 cotton in all two strains. The progeny of transgenic plants disease resistance, agronomic and economic traits
analysis, results showed that ：the expression of GbLTP3 and GbLTP1 gene and Xinjiang upland cotton resistance to Fusarium wilt, resistance to
yellow, and no significant increase of cotton. Effects of exogenous GbLTP3 gene and GbLTP1 gene into not agronomic traits, yield traits of cotton
fiber quality, especially on fiber length has a certain improving effect.
Key words:  Lipid transfer protein Transgenic cotton Cotton fusarium wilt and verticillium wilt Agronomic characters Fiber quality
表明 LTP 基因可能在植物抗逆过程中起一定作用［3］。
LTP 属于植物病程相关蛋白（PRs），被命名为 PR-
14，它能被病原菌诱导而高水平表达，并能抑制病
原菌的生长和诱导植物系统抗性的产生［4］，在水稻、
辣椒中已经证实通过过量表达 LTPs 基因能提高作
物对病原菌的抗性［5，6］。齐俊生等［7］从海岛棉中
克隆 LTPat-7 基因，经研究分析此基因对提高棉花
抗黄、枯萎病有很好的效果。Orford 和 Timmis［8］首
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第6期88
次从棉花得到 LTP1、LTP2 和 LTP3 等几个棉花纤维
特异性表达的 LTPs 基因，并对其进行了基因定位。
本研究根据已经报道的棉花 LTPat-7 基因的保守序
列设计引物，提取海岛棉嫩叶总 RNA，反转录扩增，
获得与陆地棉 LTP1、LTP3 和 LTPat-7 基因相似性
很高的两个基因，命名为 GbLTP1 和 GbLTP3。通过
构建组成型表达的植物表达载体，将这两个基因导
入棉花基因组中并表达，利用卡那霉素筛选、PCR
和 RT-PCR 技术鉴定获得转 GbLTP1 基因棉花和转
GbLTP3 基因棉花各两个株系。通过对转基因后代
的病圃种植进行抗病性鉴定，农艺性状和产量性状
调查，纤维品质测定，研究组成型表达 GbLTP1 和
GbLTP3 基因对棉花的抗病性和纤维品质影响。
1 材料与方法
1.1 材料
本研究所用的材料是石河子大学实验站黄、枯
萎病病圃中种植的海岛棉吐絮期顶端嫩叶。菌株
TOP10 为本实验室保存。pGM-T 克隆载体购自天根
生物公司。反转录酶购自上海生工生物公司。PCR
试剂盒购自天根生物公司。PCRkit ：购自 TaKaRa。
PCR 仪 ：德国 Bio-meter 公司生产的梯度 PCR 仪。
1.2 方法
1.2.1 棉花脂质转移酶基因克隆 采用 CTAB 法从
海岛棉嫩叶中提取总 RNA。参照编码海岛棉 LTP 基
因 At7（GenBank 登录号 ：AAR90329）序列，采用
引物设计软件 Primer Premier5.0 辅助设计一对 PCR
引物如下（引物由赛百盛公司商业合成）：上游引
物 ：5-GAGCTCCTACTCCAAGCAGGCATTTTCC-3 ；
下游引物 ：5-GGATCCCCAAAACTTCACT TGACGC-
TGT-3，下划线分别为 Sac I 和 BamH I 酶切位点。
反转录体系（20 μL）为 ：RNA 3 μL、Oligod T
1 μL、MLV buffer 4 μL、dNTP 1 μL、RNase Inhivitor 0.5
μL、MLV 1 μL 和 DEPC 水 9.5 μL。 反 应 程 序 为 ：
42℃反应 20 min、99℃灭活 MLV 5 min、5℃冷却
5 min。
PCR 体系（20 μL）为 ：cDNA 2 μL、10×buffer
2 μL、dNTP（25 mmol/L）0.3 μL、MgCl2（25
mmol/L）1 μL、上游引物（20 mmol/L）0.5 μL、下游
引物（20 mmol/L）0.5 μL、Taq 酶 0.3 μL（2.5-5 U/μL）、
ddH2O 13.4 μL。反应程序 ：94℃预变性 5 min ；94℃
变性 30 s，55℃退火 45 s，72℃延伸 30 s，30 个循环；
延伸 7 min，电泳检测。
琼脂糖凝胶中 PCR 产物的回收，PCR 产物纯化，
连接 pGM-T 载体，转化感受态细胞 TOP10。重组质
粒由抗生素及 α-互补筛选，挑取阳性克隆，提取质
粒（SDS 碱裂解法小量制备），并用限制性内切酶
BamH I 和 Sac I 双酶切，3 h 后电泳检测。挑取 5 个
克隆进行测序。测序由北京三博远志生物公司完成。
序列分析 ：采用 DNAMAN 基因分析软件做序列分
析和 GenBank 数据库资料（http ：//www.ncbinlm.nih.
gov）作核酸序列及推测的氨基酸序列的相似性分析。
1.2.2 植物表达载体的构建 利用 EcoR I 和 BamH
I 双酶切克隆载体和植物表达载体 pCAMBIA-2301，
并 进 行 连 接， 获 得 植 物 表 达 载 体 pCAMBIA-2301-
GbLTP1 和 pCAMBIA-2301-GbLTP3（图 1）。将构建
pCAMBIA-2301-GbLTP1 和 pCAMBIA-2301-GbLTP3
载体利用电转化法转化农杆菌 GV3101。
1.2.3 海 岛 棉 GbLTP1 和 GbLTP3 基 因 转 化 陆 地
棉 2007 年 6 月下旬，利用花粉管通道法将海岛棉
GbLTP1 和 GbLTP3 基因分别转化花朵近 3 000 朵。
成铃率接近 30%，收获种子各 1.6 kg。
1.2.4 转基因棉花的分子鉴定与表达分析 通过卡
那霉素筛选和 PCR 技术对转化植株进行鉴定。转基
因棉花 T1 代在石河子大学试验站黄萎病、枯萎病
混生病圃中种植。利用 RT-PCR 技术对转基因植株
GbLTP1 和 GbLTP3 基因表达进行检测。
1.2.5 病圃抗病性鉴定 将转基因棉花种植于石河
子大学试验站黄、枯萎病混生病圃进行抗病性鉴定。
试验采用成株期鉴定法，调查按照全国统一的分级
标准，单株分别划分病情级别，采用 5 级（0、1、2、
3 和 4）分级法。用发病程度值的大小作为衡量抗病
程度的一个指标，筛选出抗病的单株［9，10］。
根据调查结果计算发病率、病指、相对病指和
抗效。计算公式如下 ：
图 1 质粒 pCAMBIA-2301- GbLTP1/Gb LTP3 构建图
nptII Promoter1 Promoter2 GbLTP1/GbLTP3 gusA
BamH IEcoR I
2013年第6期 89沈海涛等 ：新疆陆地棉组成型表达海岛棉脂质转移酶基因 GbLTP1 和 GbLTP3 特性研究
右 的 DNA 片 段。 之 后 将 PCR 产 物 连 接 pGM-T 载
体，挑取阳性克隆，提取质粒，经双酶切鉴定正确
（图 3）。
发 病 株 率（%）=（ 发 病 总 株 数 / 调 查 总 株
数）×100%
病 情 指 数（%）=［（E 各 病 级 病 株 数 × 相 应
病 级 发 病 株 数 ）/ 调 查 总 株 数 × 最 高 病 级 值（4
级）］×100%
相对病情指数（IR）= 被鉴定品种病指 × 校正
系数 K 值
抗效（%）=（感病对照病指－被鉴定品种病
指）/ 感病对照病指 ×100%
1.2.6 转基因陆地棉植株后代抗病性鉴定 2008 年
转基因陆地棉 T2 代经海南南繁基地加代后，将收
获 T3 代材料于 2009-2010 年连续种植于新疆石河子
大学试验站黄、枯萎病混生病圃中，花铃期调查转
GbLTP1 和 GbLTP3 基因陆地棉的抗病情况，同时进
行自交保纯。2011-2012 年，连续 2 年在新疆石河
子大学试验站病圃中对转基因陆地棉进行抗病性鉴
定和筛选。抗病性鉴定和筛选分别在花铃期（形态
鉴定）和吐絮期（剖秆鉴定）进行。
1.2.7 转基因陆地棉植株后代农艺性状和经济性
状调查 由于脂质转移酶在植物代谢体系中承担
诸多功能，组成型表达脂质转移酶基因 GbLTP1 和
GbLTP3 是否对植株的农艺性状、经济性状产生影
响 ；不同的研究者利用的转基因方法、受体亲本以
及转入的外源基因不同、插入的位点和拷贝数的差
别，外源基因转入后会对受体基因组的表达产生影
响，从而对形态学、农艺学和经济学性状带来一系
列的特征特性的变异［11-16］。本研究在 2011-2012 年
连续两年将转 GbLTP1 和 GbLTP3 基因棉花株系和受
体品系 672 在病圃和无病大田种植，在每年的苗期，
连续 4 次进行卡那霉素检测，淘汰显症单株，并进
行 PCR 检测，对当选单株自交保纯，对转基因材料
继续纯化筛选，并对转基因陆地棉和对照棉花在无
病试验田的株高、果枝型、果枝数和生育期进行测定。
纤维品质检测由中国农科院棉花研究所测定。利用
分析软件 SPSS18.0 对获得数据统计分析。
2 结果
2.1 GbLTP1和GbLTP3基因克隆及序列分析
将从海岛棉嫩叶中提取的总 RNA 进行 RT-PCR
获得 GbLTP 基因（图 2），电泳检测得到 460 bp 左
M ：分子量标记 MarkerIII ；1 ：RT-PCR 扩增海岛棉 GbLTP 基因
图 2 RT-PCR 扩增结果
M ：分子量标记 MarkerIII ；1 ：海岛棉 GbLTP3 基因 PCR 酶切产物 ；
2 ：海岛棉 GbLTP1 基因 PCR 酶切产物
图 3 重组质粒的双酶切鉴定
4500
bp bp
M 1
3000
2000
1200
800
500 460
200
4500
bp bp
M 1 2
3000
2000
1200
800
500 415
200
利 用 NCBI 网 上 数 据 库 对 测 序 结 果 进 行 比
对，结果显示获得两个脂质转移酶基因 GbLTP1 和
GbLTP3 基因与陆地棉 LTP3 和 LTP1 核酸序列相似
性 为 99% 和 98%。 利 用 DNAMAN 软 件 对 GbLTP3
和 GbLTP1 与 陆 地 棉 LTP1 和 LTP3 的 氨 基 酸 序 列
比对，相似性分别为 90.08% 和 91.1%。GbLTP1 和
GbLTP3 基因与海岛棉 LTPat-7 基因氨基酸编码序列
相似性为 91.67% 和 90.83%（图 4）。
利 用 DNAMAN 软 件 对 GbLTP3 和 GbLTP1 基
因氨基酸序列疏水性分析。结果显示，GbLTP3 和
GbLTP1 所编码氨基酸序列 80% 都为疏水基团蛋白
很可能为脂溶性蛋白。序列两侧的大部分区域为疏
水区，中间有不长的亲水区域。因此，根据氨基酸
序列分析，海岛棉 GbLTP1 和 GbLTP3 基因氨基酸序
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第6期90
列内外侧都有较强的疏水性，这一特征可能和它在
生物膜间运送脂质有关（图 5 和图 6）。
株为假阳性外，转基因植株同阳性对照（pCAMBIA-
2301-GbLTP1）一样，在约 460 bp 处有一条特征带（图
7）。为验证外源基因 GbLTP1 和 GbLTP3 在陆地棉
中是否表达，提取 4 个转基因株系 RNA，进行 RT-
PCR 检测，初步证明 GbLTP1 和 GbLTP3 基因已整合
到棉花基因组中，且成功表达（图 8）。
图 4 海岛棉 GbLTP1 和 GbLTP3 基因与海岛棉 ltpat-7p、陆地棉 LTP1 和 LTP3 同源性比较
M ：MarkerIII ；1 ：pCAMBIA-2301-GbLTP1 质 粒 ；2 ：非 转 基 因 植 株 672 ；
3，4 ：转 GbLTP1 基因植株 ；5，6 ：转 GbLTP3 基因植株 ；7 ：转 GbLTP3 基
因植株（假阳性）
图 7 转 GbLTP1 和 GbLTP3 棉花 PCR 检测
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⎧ዋỹLTP3≘ส䞨㕆⸱ᒿࡇ.seq⎧ዋỹLTP1≘ส䞨㕆⸱ᒿࡇ.seq䱶ൠỹLTP1㕆⸱≘ส䞨ᒿࡇ.seq䱶ൠỹltp3㕆⸱≘ส䞨ᒿࡇ.seq
Gossypium_barbadenseAAR90329_ltpat-7p.seq
Consensus
⎧ዋỹLTP3≘ส䞨㕆⸱ᒿࡇ.seq⎧ዋỹLTP1≘ส䞨㕆⸱ᒿࡇ.seq䱶ൠỹLTP1㕆⸱≘ส䞨ᒿࡇ.seq䱶ൠỹltp3㕆⸱≘ส䞨ᒿࡇ.seq
Gossypium_barbadenseAAR90329_ltpat-7p.seq
Consensus
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Gossypium_barbadenseAAR90329_ltpat-7p.seq
Consensus
43
40
57
45
40
83
80
97
85
80
123
120
137
125
120
图 5 棉花脂质转移蛋白（GbLTP3）的疏水性谱
图 6 棉花脂质转移蛋白（GbLTP1）的疏水性谱
5.0 GbLTP3.seq
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
-1.0
H
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-2.0
-3.0
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1 31 61
Position
91 120
H
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4.0
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-2.0
-3.0
-4.0
-5.0
1 31 61
Position
91 120
2.2 转GbLTP1和GbLTP3基因棉花分子检测及表达
分析
棉花导入材料代经卡那霉素筛选获得两株转
GbLTP1 基因卡检阳性植株和 3 株转 GbLTP3 基因卡
方检验阳性植株。用 CTAB 法提取 5 个阳性植株总
DNA，双引物进行 PCR 扩增。结果表明，除 7 号植
4500
bpbp
3000
2000
1200
800
500
460
1 2 3 4 5 6 7 M
200
2.3 转基因棉花抗病性鉴定及农艺性状分析
2.3.1 抗病性鉴定 2011-2012 年在新疆石河子大
学试验站枯、黄萎病混生病圃中，继续对从 T4 代中
选出的转基因陆地棉植株后代（T5-T6 代）4 个转基
因株系逐株进行了刨杆抗病性鉴定。从鉴定结果看，
7 月 25 日黄萎病发病高峰期的调查结果表明，感病
对照陆地棉品系 672 的发病率约 65%，病情指数 50
以上，达到了感病对照病指 50 左右的要求，说明
2013年第6期 91沈海涛等 ：新疆陆地棉组成型表达海岛棉脂质转移酶基因 GbLTP1 和 GbLTP3 特性研究
病圃发病重，并且发病均匀，鉴定结果可以代表各
参加鉴定株系的实际抗病性。表 1 结果显示 ：两种
转基因棉花 4 个转基因株系的病情指数较对照显著
降低，说明组成型表达 GbLTP1 和 GbLTP3 两个基
因对棉花抗病性有一定提高。转基因株系 672Gbltp3
抗病性较 672Gbltp1 抗病效果更显著，转基因株系
672Gbltp3-2 病情指数较对照降低近 20%。
2.3.2 农艺性状分析 2011-2012 年在新疆石河子
大学试验站枯、黄萎病混生病圃中和石河子大学
实验场无病田，继续对从 T4 代中选出的转基因陆
地棉植株后代（T5-T6 代）4 个株系逐株进行了农
艺性状的调查。转基因植物与受体植株果枝型均为
I、II 式，果枝数为 11，生育期 128 d。植株的株高
也是反映抗病强弱的一个指标。棉花受到黄、枯萎
病病原菌危害后植株水分和养分亏缺，呈现出植株
矮小，老叶失绿并伴有枯死斑等症状，严重时叶片
脱落或全株枯死。结果（表 2）显示，转基因株系
672GbLTP1-1、GbLTP1-2、GbLTP3-1 和 GbLTP3-2
及受体棉花 672 植株高度无显著差异。
GbLTP3-1 和 GbLTP3-2 及受体 672 在无病大田产量
差异显著。在病圃种植试验中，转基因株系产量较
对照差异显著，转基因株系间差异显著（P<0.05）。
产量变化规律与抗病性变化规律一致，转 GbLTP3
基因株系抗病性强，产量亦最高。转基因植株与受
体材料感病后产量均大幅降低，减产近 100 kg（表
3）。病圃中转基因株系和受体棉花 672 的纤维品质
调查分析显示，纤维品质变化规律与产量性状变化
规律相同，植株的抗病性与棉花的纤维品质呈正相
关，抗病性越强，纤维品质越好。转基因植株和受
体对照在无病大田中纤维品质调查显示，纤维长度
明显高于对照差异显著，其余各项指标并无显著性
差异。说明脂质转移酶基因的导入对提高棉花的纤
维长度有一定作用（表 4）。
3 讨论
植物的脂质转移蛋白，在 N 端具有信号肽序列、
相同的位置有 8 个半胱氨酸等共同特点。其特定位
置的保守半胱氨酸可能与其形成特定的高级结构有
关。此外，脂质转移蛋白中还有一些保守结构，这
表 1 转基因陆地棉后代株系抗病鉴定结果
株（品）系（种）
发病率（%） 病情指数 相对病指 抗效（%） 抗病类型
2011 年 2012 年 2011 年 2012 年 2011 年 2012 年 2011 年 2012 年 2011 年 2012 年
672Gbltp1-1 52.81 54.79 48.95bA 47.78cA 46.99 46.35 6 7 S S
672Gbltp1-2 58.53 51.34 46.74cC 49.46bB 38.52 47.98 23 4 S S
672Gbltp3-1 62.15 59.83 40.12eB 47.64cA 44.87 46.21 11 7 S S
672Gbltp3-2 55.64 56.55 41.65dB 40.47bC 39.98 39.26 20 21 S S
672（CK） 64.85 67.41 52.35aD 51.29aB 50 50 0 0 S S
校正系数 K2011= 50/52.35=0.96，K2012=50/51.29=0.97，HR 为高抗，R 为抗病，T 为耐病，S 为感病，数字后的大写、小写英文字母分别表示差异达 1%（P<0.01）
和 5%（P<0.05）显著水平（同列比较）。
表 2 转基因棉花株系株高分析（cm）
株（品）系（种）
病圃 无病大田
2011 年 2012 年 2011 年 2012 年
672GbLTP1-1 67.4 67.7 77.9 78
672GbLTP1-2 66.2 66.4 78.4 77.8
672Gbltp3-1 67.1 67.3 78.2 78
672Gbltp3-2 67.0 67.3 77.4 77.4
672（CK） 67.2 67.5 78.1 78.2
Sig 0.604 0.673 0.589 0.612
a. 使用调和均值样本大小 = 5 ；b. Alpha = 0.05
M ：MarkerIII ；1，2 ：转 GbLTP1 基因植株 ；3，4 ：转 GbLTP3 基因植株 ；
5 ：pCAMBIA-2301-GbLTP1 质粒
图 8 转 GbLTP1 和 GbLTP3 棉花 RT-PCR
4500
bp bp
3000
2000
1200
800
500 460
1 2 3 4 5M
200
2.3.3 产量性状和纤维品质分析 通过两年连续
种 植 调 查， 转 基 因 株 系 672GbLTP1-1、GbLTP1-2、
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第6期92
些结构在其发挥功能过程中起重要作用［17，18］。对
许多脂质转移蛋白的功能研究表明 ：脂质转移蛋白
与生物膜间脂类的转移有关。脂质转移蛋白前体 N
末端具有信号肽的特征，它可能进入细胞分泌途径，
在细胞膜外起作用［19-22］。脂质转移酶与植物的抗
逆、抗病性有关，近年来已被证实。中国农业大学
的齐俊生教授等［7］利用毒素诱导海岛棉，从海岛棉
中克隆一个具有抗病作用的 LTP 基因海岛棉 At7 基
因，转化陆地棉，得到高抗黄萎病转基因陆地棉。
澳大利亚的 Orford 等［8］在 1999 年对陆地棉的纤维
细胞中克隆了 LTP1、LTP2、LTP3 和 LTP6 四个基因，
推测可能与纤维合成有关，GbLTP1 和 GbLTP3 与陆
地棉的 LTP1 和 LTP3 的相似性约 93%，GbLTP1 和
GbLTP3 也很有可能与棉花纤维的合成有关。
本试验利用 RT-PCR 方法从海岛棉总 RNA 中
克隆了两个基因 GbLTP1 和 GbLTP3。这两个基因
的 5 非编码区的不同是可能导致这两个基因在表达
上存在差异，有研究显示真核生物 mRNA 5 非编码
区中的多种 RNA 结构元件，如小结构元件（small
structuralelement）、核糖开关（riboswitch）、内部核
糖体进入位点（internal ribosome entry site，IRES）等，
在翻译过程中发挥着重要的作用，翻译调控蛋白是
通过与 5 非编码区的特定结构发生专一性结合来行
使功能的，翻译起始的效率很大程度取决于 mRNA
5 非编码区的高级结构［23］。GbLTP3 与 GbLTP1 的
5 非编码区二级结构相比较，前者的结构更为复杂，
这种差异很有可能导致这两个基因在翻译水平上存
在差异。GbLTP3 与 GbLTP1 基因 5 非编码区二级
结构对这两个基因的翻译水平的具体差异还有待于
进一步的讨论。通过花粉管通道技术将 GbLTP1 和
GbLTP3 基因成功导入陆地棉中获得转 GbLTP1 基因
棉花和转 GbLTP3 基因棉花各两个株系，经检测顺
利表达。经过多年连续种植，获得基本纯合的 T6 代
转 GbLTP1 基因株系和 GbLTP3 基因株系。利用病圃
和无病大田种植，分析转 GbLTP1 和 GbLTP3 基因对
棉花抗病性、农艺性状、产量性状和纤维品质的影响。
研究结果显示 ：（1）转基因株系抗病性都高于受体
棉花 672，达到极显著水平。转 GbLTP3 基因棉花株
系抗病性高于转 GbLTP1 基因棉花株系。具体原因
有待于进一步研究。（2）转基因株系和受体棉花在
无病大田中的农艺性状、纤维品质和产量性状并无
明显差异。说明外源基因 GbLTP3 与 GbLTP1 导入棉
花并表达使得棉花纤维品质特别是纤维长度有一定
提高，对棉花的农艺性状、产量性状并无影响。（3）
转基因棉花与受体棉花在病圃中纤维品质和农艺性
状差异显著，转基因株系纤维长度和整齐度相对于
表 3 转 GbLTP 基因棉花株产量分析（kg）
材料
2011 年 2012 年
病圃 无病大田 病圃 无病大田
672GbLTP1-1 213bcB 321 217aA 337
672GbLTP1-2 216bA 320 214aB 330
672Gbltp3-1 221aA 319 219aA 334
672Gbltp3-2 224aA 319 223aA 330
672（CK） 208cC 324 210cB 332
数字后的大写、小写英文字母分别表示差异达 1%（P<0.01）和 5%（P<0.05）
显著水平（同列比较）。
表 4 转 GbLTP 基因棉花株纤维品质分析
年份 材料
衣分率（%） 纤维长度（mm） 整齐度指数（%） 伸长率（%） 断裂比强度（cN/tex）
无病大田 病圃 无病大田 病圃 无病大田 病圃 无病大田 病圃 无病大田 病圃
2011 672GbLTP1-1 42.42 36.42cA 31.09b 26.00aA 85.4 75.8aA 6.1 5 33.9 23.3bA
672GbLTP1-2 42.37 37.58bB 31.11b 26.41abA 86.6 74.9bA 6.0 5 33.9 23.8bA
672Gbltp3-1 42.45 37.69bB 31.08b 22.70cB 85.6 75.3bA 6.1 5.1 33.1 23.6bA
672Gbltp3-2 42.77 38.64aC 31.89a 27.85bA 85.3 70.3bB 6.1 5.0 33.6 25.6aB
672（CK） 42.53 35.41dA 30.83c 24.30dC 85.7 70.4bB 6 5.0 33.5 22.6cC
2012 672GbLTP1-1 42.39 37.36b 31.17a 27.64aA 85.3 75.1bA 6.1 5.2 33.2 25.2bB
672GbLTP1-2 42.33 37.54b 30.84b 26.14bA 85.1 76.3aA 5.9 5.0 32.9 25.9bA
672Gbltp3-1 42.58 38.55a 31.34a 26.36abA 85.7 70.2cB 6.1 5.0 33.1 26.4aA
672Gbltp3-2 42.57 38.11a 31.26a 26.93aA 85.2 75.7bA 6.1 5.3 33.4 26.4aA
672（CK） 42.54 37.21c 30.77b 24.79cB 85.9 70.8cB 6.1 5.3 33.0 24.5cB
英文字母分别表示差异达 1%（P<0.01）和 5%（P<0.05）显著水平（同列比较）。
2013年第6期 93沈海涛等 ：新疆陆地棉组成型表达海岛棉脂质转移酶基因 GbLTP1 和 GbLTP3 特性研究
受体达到极显著水平，说明组成型表达 GbLTP1 和
GbLTP3 基因对纤维品质有一定影响。（4）获得转基
因株系中 GbLTP3-2 与其它 3 个株系比较抗病性和
纤维品质有显著提高。
4 结论
通过将海岛棉 GbLTP3 与 GbLTP1 基因导入新疆
陆地棉中并表达，使棉花抗黄、枯萎病能力显著提高。
外源基因 GbLTP3 与 GbLTP1 基因导入不会影响陆地
棉的农艺性状和产量性状，对纤维品质特别是纤维
长度有一定的提高作用。转 GbLTP3 基因植株比转
GbLTP1 基因植株具有更好的抗病效果。
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（责任编辑 马鑫）