全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(11): 2008−2014 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
本研究由国家自然科学基金项目(30771371)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 郭三堆, E-mail: gsdui@mail.caas.net.cn
第一作者联系方式: E-mail: bragren123@163.com
Received(收稿日期): 2009-01-08; Accepted(接受日期): 2009-05-30.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.02008
棉花育性相关基因 GhPG2的克隆与表达分析
侯思宇 张 锐 郭三堆*
中国农业科学院生物技术研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程, 北京 100081
摘 要: 多聚半乳糖醛酸酶家族是一个细胞壁水解酶, 在许多高等植物的花粉中都具有高水平外切多聚半乳糖醛酸
酶(PG)活性, 可能在花粉成熟和花粉管伸长中发挥重要作用。利用已报道与恢复基因连锁的分子标记 STS679筛选陆
地棉 Y18恢复系核基因组 BAC文库, 获得一个阳性克隆 Z55E7, 对该克隆测序获得 6个基因, 其中一个为编码多聚
半乳糖醛酸酶(polygalacturonase)基因, 暂被命名为 GhPG2。在棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系中对该基因
进行序列和表达分析, 以便进一步了解该基因与棉花细胞质雄性不育的关系。从 BAC克隆中分离到 GhPG2基因, 对
其进行序列分析, 以半定量 RT-PCR和实时定量 PCR分析该 GhPG2基因在棉花恢复系、保持系和不育系各个组织中
的表达模式。分离到 GhPG2基因的基因组序列为 1 518 bp, 其开放阅读框序列为 1 239 bp, 共编码 412个氨基酸, 包
含 PG基因家族的 4个保守结构域。系统进化树分析表明, GhPG2基因与其他物种花粉表达的 PG基因同属 C分支。
表达分析表明, 该基因在恢复系和保持系的花药、花瓣和 VI级花蕾中高表达, 而不育系的相应组织该基因表达量明
显降低。GhPG2 基因归类于花粉表达的一类 PG 基因。实验结果暗示 GhPG2 基因可能与棉花正常的花器官发育相
关。
关键词: 棉花; 多聚半乳糖醛酸酶; GhPG2; 花粉发育; 表达谱分析
Cloning and Expression Profile Analysis of GhPG2 Gene Associated with Fer-
tility in Cotton (Gossypium hirsutum L.)
HOU Si-Yu, ZHANG Rui, and GUO San-Dui*
Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences / National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic
Improvement, Beijing 100081, China
Abstract: Polygalacturonase (PGs) gene family is a kind of proteolytic enzyme in cell wall. A number of higher plants have a
higher level of the excision activity at pollen. Polygalacturonase plays an important role on the processes of pollen mature and
pollen tube growth. Through BAC library screening, a BAC clone Z55E7 was obtained and congregated with molecular marker
STS679 by using PCR strategy. Sequencing analysis results showed that there were six genes in the clone. One of them was a
Polygalacturonase gene in cotton, named GhPG2. The expression profiles analysis of this gene would help to know the relation-
ship of GhPG2 gene with the molecular mechanism of cotton cytoplasm male sterile. GhPG2 gene was isolated from BAC clone.
The amino acids and nucleotide sequence of the gene were analyzed by bioinformation software. GhPG2 gene expression levels
of different tissues in CMS line, maintainer and restorer line were analyzed by RT-PCR and real-time quantitative PCR method.
The gene with the sequence of 1 518 bp and an open reading frame of 1 239 bp coded 412 amino acids and included four con-
served domains. Multiple alignment and phylogenetic analysis based on the amino acid sequences showed that GhPG2 was cate-
gorized as a gene expressed in pollen. GhPG2 gene expression level in anther, petal and the sixth grade flower bud was higher in
the maintainer and restorer lines and lower obviously in the CMS line. And its relative transcript levels were 1.73, 1.45; 3.7, 3.4;
1.63, and 1.39 folds compared with petal, anther and VI flower bud of sterile line, respectively. The gene expression level in an-
ther, petal and the sixth grade flower bud was no significance between the maintainer and restorer line with relative transcript
levels were 4.33, 4.08; 13.29, 12.12; 3.25 and 3.10 folds, respectively. It is speculated that GhPG2 gene is of significance in floral
organ development in cotton.
Keywords: Cotton; Polygalacturonase; GhPG2; Flower development; Expression profiling
第 11期 侯思宇等: 棉花育性相关基因 GhPG2的克隆与表达分析 2009
研究花的发育不仅有助于理解植物的生殖规律,
更重要的是潜在的农业应用价值, 如雄性不育的利
用[1]等。棉花具有十分明显的杂种优势, 棉花细胞质
雄性不育(cytoplasm male sterile, CMS)的利用在棉
花杂交种商业化的推广上起到了重要的作用[2]。迄
今, 人们对棉花细胞质雄性不育和育性恢复的机制
以及花发育过程的了解和认识, 远远不能满足雄性
不育的理论和杂种优势利用的需要。育种家们一直
致力于寻找与棉花细胞质雄性不育恢复基因紧密连
锁的分子标记, 期望通过图位克隆的方法获得恢复
基因。目前 Feng等[3]找到 4个 RAPD标记与棉花细
胞质雄性不育恢复基因紧密连锁并转化为 STS标记,
其中 STS147和 STS679标记与恢复基因共分离, 这
些标记的开发一方面为 CMS 系统育性恢复基因分
子辅助育种提供有力的工具, 另一方面很可能通过
这些标记进行染色体步移获得恢复基因。Yin 等[4]
人建立了陆地棉细胞质雄性不育恢复基因区域精细
遗传图谱并与物理图谱相结合将恢复基因定位在
STS679和 BNL4047标记筛选的两个 BAC克隆重叠
区域 100 kb处。笔者利用与恢复基因连锁的分子标
记 STS679 筛选陆地棉恢复系的 BAC 文库, 获得了
一个阳性单克隆 Z55E7, 经测序共获得 6个基因, 其
中一个为编码多聚半乳糖醛酸酶基因 , 被命名为
GhPG2 (Gossypium hirsutum polygalacturonase 2,
GhPG2)。从 BAC克隆上分离到 GhPG2基因, 对其
进行序列分析。以实时定量 PCR 和半定量 RT-PCR
比较分析了 GhPG2基因在棉花恢复系、保持系和不
育系各个组织中的时空表达。通过比较该基因在恢
复系、保持系和不育系之间的表达模式, 了解 PG基
因与棉花细胞质雄性不育系的关系, 进一步为雄性
不育和育性恢复的分子机理提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
采用本实验室育成的抗虫棉三系 P30B(保持
系)、P30A(陆地棉细胞质雄性不育系)和 Y18(恢复系)
为实验材料, 经多代自交纯合, 遗传性状稳定。Y18
恢复系在 F2和 BC1群体中可育和不育株的分离比分
别符合 3∶1和 1∶1, 表明恢复基因是由一对显性基
因控制。2008年于北京北圃场基地采集种植材料棉
花 Y18(恢复系)、P30A(不育系)和 P30B(保持系)的
根、茎、叶、花萼、花瓣、花药、雌蕊和花蕾各个
组织保存于–80℃冰箱。肉眼辨别按照大小将花蕾分
成 6 个等级, 每一等级取 15 个样本, 测量横径大小
并取平均值(表 1)。
1.2 BAC克隆的筛选及其序列结构分析
基于 PCR 方法, 利用 STS679 标记筛选棉花核
基因组 Y18BAC文库, 用阳性克隆 Z55E7通过鸟枪
法构建 BAC 亚克隆文库 ; 利用 FGENESH 软件
(http://linux1.softberry.com/berry.phtml)和 NCBI (http://
www.ncbi.nlm.gov/BLAST)数据库对该克隆序列进行
结构分析。
1.3 氨基酸序列比对与系统进化树的构建
使用 ClustalX 1.8软件对 GhPG2基因与数据库
中的其他 PG 基因氨基酸序列进行同源序列对齐,
MEGA 4.0 软件 NJ 法构建系统树, 使用 1 000 次
Bootstrap检验节点支持率[5]。
1.4 DNA和 RNA的提取
利用改良硼酸法[6]提取棉花各个品系不同组织
的总 RNA, 使用东洋纺公司反转录试剂盒合成
cDNA 第一链。CTAB 法提取棉花基因组 DNA, 所
有样品均保存于–20℃冰箱。
1.5 基因克隆
根据该基因的基因组序列 CDS 区设计引物
GhPG2-1F和 GHPG2-1R(表 2), 基于 PCR的方法从
棉花 Y18、P30A 和 P30B 花药的 cDNA 和基因组
DNA 中分别获得 GhPG2 基因的开放阅读框和基因
组序列。反应体系含 cDNA或 DNA模板 0.5 μL、10×
PCR buffer 5 μL、10 μmol L−1正向引物 1 μL、10 μmol
L−1反向引物 1 μL、2.5 mmol L−1 dNTPs 8 μL、5 U μL−1
Taq酶 0.5 μL, 加水到总体积 50 μL。PCR扩增程序
为 94℃预变性 5 min; 94℃ 30 s, 55℃ 30 s, 72℃ 90
s, 35 个循环; 72℃ 5 min, 4℃保存。PCR 产物经
表 1 不同等级花蕾横径的平均值
Table 1 Transverse diameter mean of flower bud at different ranks
花蕾等级
Flower bud rank
横径平均值
Transverse diameter mean (mm)
花蕾等级
Flower bud rank
横径平均值
Transverse diameter mean (mm)
I ≤2.60 IV >6.10, ≤8.69
II >2.60, ≤4.26 V >8.69, ≤10.44
III >4.26, ≤6.10 VI >10.44
2010 作 物 学 报 第 35卷
TIANGEN 公司的 DNA 凝胶回收试剂盒回收, 并插
入 pMD18-T 载体, 转化大肠杆菌, 重组质粒鉴定正
确后送华大基因公司测序。
1.6 半定量 RT-PCR和实时定量分析
设计 GhPG2基因的特异引物 SP1和 SP2, 内参
基因 EF1α引物 NC1和 NC2 (表 2), 以棉花恢复系、
保持系和不育株系各个组织 cDNA为模板进行 PCR
扩增, 每个样品设置 3 次重复。实时定量 PCR扩增
体系反应体系含 cDNA模板 0.2 μL、10 μL 2×SYBR
GreenIMIX、10 μmol L−1正向引物 0.4 μL、10 μmol L−1
反向引物 0.4 μL, 加水到总体积 20 μL。PCR程序为
94℃预变性 5 min; 94℃ 30 s, 59℃ 30 s, 72℃ 30 s,
44个循环; 72℃ 5 min, 4℃保存。半定量 RT-PCR反
应程序同上(除 PCR循环数为 30个外), SYBR Green
I染料购买于 Toyobo公司, 实时荧光定量 PCR仪选
用 MJ 公司的 PTC-200, BIO-RAD 公司的 chromo4
软件收集数据。参考 Jiang等[7]所描述的方法用 2–ΔΔCt
法处理GhPG2基因在各个组织之间相对表达的Ct值。
表 2 实验中所用引物的序列
Table 2 Primer sequences applied in this study
引物名称
Primer
长度
Length (bp)
引物序列
Sequence (5–3)
Tm
(℃)
GhPG2-1F 27 ATGGCTATTCAATTTAATTTTGTTTCA 58
GhPG2-1R 20 TTAAGCGGTCGGGGTAGATT 60
Sp1 26 GTGGTTCACTTCCTATTAACCTAAGA 63
Sp2 22 AGGTGCAGATACGGTGAAATGT 60
NC1 20 GCGATCTGGTAAGGAGCTTG 60
NC2 20 GGAGAAGGTTTCCACAACCA 59
2 结果与分析
2.1 GhPG2基因的克隆及其序列分析
利用 STS679 标记筛选 Y18BAC 文库获得一个
阳性克隆 Z55E7, 序列分析表明位于该克隆 18 806~
20 458 bp之间区段所预测基因的氨基酸序列与棉花
G9基因(登录号为 U09717.1)相似性为 66%, 可能是
从棉花中新分离到的多聚半乳糖醛酸酶基因, 暂命
名为 GhPG2。GhPG2基因编码区自起始密码子(ATG)
至终止密码子(TAA)长 1 518 bp, 5非编码区(UTR)为
70 bp, 3非编码区(UTR)为 65 bp, 包含 4个外显子和
3个内含子, 开放阅读框为 1 239 bp, 编码 412个氨
基酸残基(图 1)。编码蛋白的理论分子量为 43.450 kD,
等电点为 6.40。其中含有 39个强碱性氨基酸残基(K,
R), 41个强酸性氨基酸残基(D, E), 133个疏水性氨
基酸残基(A, I, L, F, W, V)和 121个极性氨基酸残基
(N, C, Q, S, T, Y)。GhPG2基因序列已于 2009年在
GenBank上注册, 登录号为 CQ119936。
与其他物种 PG 基因氨基酸序列比对分析表明
GhPG2 基因具有 PG 基因家族所特有的 4 个结构域
(图 2), 290~296位点处为结构域 I (SPNTDG), 314~
317位点处为结构域 II (GDDC), 334~346位点处为
结构域 III (CGPGHGISIGSLG), 372~374位点处为结
构域 IV (RIK)。经蛋白序列比较发现 362位点处, 半
胱氨酸(Cys)残基在大部分花粉表达的 PG 基因的位
置上非常保守, 进一步表明该基因是多聚半乳糖醛
酸酶基因。
为进一步明确 GhPG2 基因的表达特征 , 对
GhPG2 基因与其他物种 PG 基因进行系统进化树分
析, 可以明显看出所有 PG 基因可聚类为 A、B 和
C3 个分支(图 3), 而 C 分支所包含的芥菜 MF6t 基
因、油菜 Sta44-4 基因、甘蓝 BoPG1 基因、MF91
和 MF9c基因、烟草 Npg1基因、棉花 G9基因、紫
图 1 多聚半乳糖醛酸酶 GhPG2基因结构分析
Fig. 1 Gene structure analysis of the polygalacturonase gene GhPG2
第 11期 侯思宇等: 棉花育性相关基因 GhPG2的克隆与表达分析 2011
图 2 基于氨基酸序列的 PG基因的功能结构域分析
Fig. 2 Function domain analysis of the PG genes based on amino acids
─：表示 PG基因家族所特有的 4个保守结构域; □：示保守的半胱氨酸。
─：four conserved domain in PG gene family; □: conserved Cys residue.
图 3 PG基因的分子进化树分析
Fig. 3 Molecular phylogenetic trees of PG gene
A: A分支; B: B分支; C: C分支。
A: A branch; B: B branch; C: C branch.
苜蓿 PG11基因、拟南芥的 PGA2、PGA3、PGA4和
PGA5 基因都已证明是在植物的花粉中表达的, 而
本研究中 GhPG2 基因归类于 C 分支 , 因此推测
GhPG2基因可能也在花粉中表达。
2.2 GhPG2基因在棉花不育系、保持系和恢复系
中的序列分析
为进一步研究 GhPG2 基因是否与棉花育性相
关, 分别从 Y18、P30B 和 P30A 的 gDNA 和花药
cDNA中分离 GhPG2基因, 从图 4可看出 3个品系
的 gDNA扩增产物均为 1 500 bp左右, 经克隆测序
图 4 GhPG2基因在棉花恢复系、保持系和不育系中 gDNA和
cDNA的序列扩增
Fig. 4 Amplified gDNA and cDNA sequences of GhPG2 gene in
restorer line, maintainer line and CMS line of cotton
M：10 kb ladder的 DNA marker; 1、2和 3：GhPG2基因分别在
Y18、P30B和 P30A基因组 DNA中的扩增片段; 4、5和 6：GhPG2
基因分别在 Y18、P30B和 P30A花药 cDNA中的扩增片段。
M: 10 kb ladder DNA marker; 1, 2, and 3: amplified products of
GhPG2 gene in Y18, P30B, and P30A gDNA; 4, 5, and 6: amplified
products of GhPG2 gene in Y18, P30B, and P30A anther cDNA.
发现 3个品系序列无任何差异; 在Y18和 P30B的花
药 cDNA中GhPG2基因扩增产物均在 1 200 bp左右,
而在 P30A不育系的花药 cDNA中无扩增产物。
2.3 GhPG2基因在棉花不育系、保持系和恢复系
中的表达谱分析
为研究 GhPG2 基因在棉花三系中的表达模式
及差异, 分别用半定量 RT-PCR 和实时定量 PCR 对
三系中的根、茎、叶、花萼、花瓣、花药、雌蕊和
I 级花蕾至 V 级花蕾的组织中该基因的表达模式进
行了检测。半定量 RT-PCR结果表明 GhPG2基因在
棉花恢复系和保持系的开放花瓣、花药和 VI级花蕾
中均表达, 在恢复系、保持系和不育系的根、茎、
叶、花萼、雌蕊和 I 级花蕾至 V 级花蕾的组织中都
未表达, 而且不育系对应的开放花瓣、花药和 VI级
花蕾中也未表达(图 5)。
2012 作 物 学 报 第 35卷
图 5 以 RT-PCR分析 GhPG2基因在棉花不育系、保持系和恢复系各个组织中的表达
Fig. 5 Transcription of GhPG2 gene in CMS line, maintainer line, and restorer line analyzed by RT-PCR
B：保持系; Y：恢复系; A：不育系; 1：根; 2：茎; 3：叶; 4：花萼; 5：花瓣; 6：花药; 7：雌蕊; 8：I级花蕾; 9：II级花蕾;
10：III级花蕾; 11：IV级花蕾; 12：V级花蕾; 13：VI级花蕾。
B: maintainer; Y: restorer line; A:CMS line; S: sterile line; F: line; 1: roots; 2: stems; 3: leaves; 4: calyx; 5: petal; 6: anther; 7: pistil; 8: stage I
flower bud; 9: stage II flower bud; 10: stage III flower bud; 11: stage IV flower bud; 12: stage V flower bud; 13: stage VI flower bud.
实时定量结果表明, GhPG2基因在棉花根、茎、
叶、花萼和 I级花蕾至 V级花蕾组织中均为低表达。
对比恢复系和保持系, 不育系的花药、开放花瓣和
VI级花蕾组织中该基因表达量明显偏低。在恢复系
和保持系花药中 GhPG2 基因表达量高于其他组织,
相对雌蕊的表达量分别为 13.29倍和 12.12倍, 分别
是不育系花药表达量的 3.7倍和 3.4倍。恢复系花瓣
和 VI级花蕾中该基因表达量较高于其他组织, 相对
雌蕊的表达量分别为 4.33倍和 3.25倍, 分别是不育
系表达量的 1.73 倍和 1.45 倍。保持系花瓣和 VI 级
花蕾中该基因表达量较高于其他组织, 相对雌蕊的
表达量分别为 4.08倍和 3.10倍, 分别是不育系表达
量的 1.63倍和 1.39倍。保持系和恢复系花药、花瓣
和VI级花蕾之间该基因的表达量差异不明显(图 6)。
3 讨论
PG (polygalacturonase)基因是属于较大的水解
酶基因家族之一, 已有研究表明 PG 基因在整个植
物发育过程密切相关, 涉及种子萌发、器官脱落、
豆荚和花药裂开、木质部形成、花粉粒成熟、萌发
和花粉管生长[8-18]。Dubald 等[19]利用原位杂交的方
法在玉米的绒毡层、花粉成熟之前的花丝细胞、小
图 6 定量 PCR分析 GhPG2基因在棉花不育系、保持系和恢复系各个组织中相对表达量
Fig. 6 Relative expressed levels of GhPG2 gene in different tissues in CMS line, maintainer line, and restorer line of cotton analyzed
by quantitative real-time PCR
1：根; 2：茎; 3：叶; 4：花萼; 5：花瓣; 6：花药; 7：雌蕊; 8：I级花蕾; 9：II级花蕾; 10：III级花蕾; 11：IV级花蕾; 12：V级花蕾;
13：VI级花蕾; Y轴：相对表达量。
1: roots; 2: stems; 3: leaves; 4: calyx; 5: petal; 6: anther; 7: pistil; 8: stage I flower bud; 9: stage II flower bud; 10: stage III flower bud;
11: stage IV flower bud; 12: stage V flower bud; 13: stage VI flower bud. Y-axis: relative expression levels.
第 11期 侯思宇等: 棉花育性相关基因 GhPG2的克隆与表达分析 2013
孢子、花药壁和药室内壁中都检测到 PG 基因。免
疫组织化学法在细胞壁修饰如绒毡层的溶解和花粉
管的伸长的过程中检测到外切 PG 活性。这都表明
外切 PG 在花粉发育和受精的过程中起着很重要的
作用。Torki等[20]研究表明一类 PG基因倾向于在花
和花蕾中表达, 而另外一类 PG 基因则在营养组织
中表达。Zhang 等[21]用 cDNA-AFLP 技术分析白菜
核隐性不育两用系, 从可育株的 cDNA 中分离得到
一个差异片段, 利用 RACE 技术成功克隆了一个花
粉特异的多聚半乳糖醛酸酶基因 BcMF6, 并构建反
义 PG基因在白菜中过表达, 结果导致花器官变小、
花药减少、缺少花粉以及一半的花粉粒不能正常萌
发。Huang 等[22]从油菜花蕾中克隆到一个多聚半乳
糖醛酸酶基因 BcMF2, 发现该基因在花药发育的四
分体时期和绒毡层特异表达, 并通过反义 RNA技术
导入白菜中, 电子扫描透镜分析表明转基因植株的
花粉粒不能够正常萌发, 推测该基因在花药壁的发
育中起重要作用。Hadfield 等[23]等将植物中克隆的
PG基因同源性比对其推导的氨基酸序列, 构建系统
进化树将其分为 3类(A、B和 C); A类在非花粉的组
织中表达, 主要存在于果实和脱落区, 但缺乏一个
预期的前序列蛋白; B类也存在于果实和脱落区, 但
编码的 PG具有一段前序列; C类由花粉表达的基因
组成, 编码无前序列的外切 PG。本研究中 GhPG2
基因具有 PG基因家族 4个保守的结构域, 其中结构
域 I (SPNTDG)、II (GDDC)中的 3个天冬氨酸残基
和结构域 III (CGPGHGISIGSLG)中的组氨酸残基被
认为与催化反应有关, 高度保守带正电的结构域 IV
(RIK)和基质中的羧基相互作用[24]。而 PG基因家族
中存在保守的半胱氨酸位点, 可能与半胱氨酸在维
持胞外蛋白的三维结构中发挥重要作用有关[25]。系
统进化树分析将其聚类于 C 分支, 表明该基因属于
与花粉发育相关的多聚半乳糖醛酸酶基因。棉花细
胞质雄性不育的表型特征主要是花器官变小、花粉
败育、花丝缩短、花药干瘪和雄蕊不能够正常发育。
而具有恢复基因 Rf1 的恢复系具有正常可育的花粉
并能够恢复不育系的育性。近几年来, 人们致力于
寻找与棉花育性恢复基因紧密连锁的分子标记, 期
望通过图位克隆的方法克隆到恢复基因。本实验室
遗传连锁分析 STS679 标记与 Y18 恢复系恢复基因
的遗传距离为 0.5 cM, 与 Yin 等[4]报道的一致(数据
未发表)。我们尝试克隆 STS679 标记附近的基因组
序列, 寻找与恢复基因相关的基因序列。尽管 GhPG2
基因位于标记 STS679 附近的基因组序列上, 但比
较分析恢复系、保持系和不育系的核酸序列未见任
何差异, 因此我们进一步从表达上分析该基因在三
系中的差异。半定量 RT-PCR 结果表明该基因在棉
花恢复系和保持系的花药、花瓣和 VI级花蕾中表达,
而在不育系的花药、花瓣和 VI级花蕾中未表达。实
时定量 PCR进一步分析表明相对于恢复系和保持系
的花药、花瓣和 VI级花蕾, 不育系中该基因的表达
量明显偏低。Zhang 等[26]利用差异展示技术对比棉
花正常可育和携带恢复基因的杂合体的花粉表达差
异, 发现花粉中表达的一些基因在携带有恢复基因
的杂合体 A8518R 中下调或上调表达, 认为许多与
CMS相关的基因通过修饰核基因的表达而影响花的
发育, CMS 相关基因是在绒毡层或花粉母细胞中表
达, 而核恢复基因与 CMS相关基因作用以确保花粉
母细胞减数分裂的正常进行。因此我们推测 CMS相
关基因抑制了一些花发育相关基因的表达, 而导致
花粉败育; 恢复基因抑制 CMS 相关基因的表达, 激
活花发育相关基因的正常表达, 从而使花器官恢复
正常发育, 该 PG 基因可能为恢复基因下游应答的
花发育相关基因。目前我们已经成功构建 GhPG2基
因的过表达载体, RNAi 干扰载体和启动子的克隆,
并利用花粉管通道方法转化棉花, 进一步研究该 PG
基因与棉花细胞质雄性不育的关系。
4 结论
从棉花的 BAC 克隆上分离到一个新的多聚半
乳糖醛酸酶基因, 暂命名为 GhPG2。该基因基因组
DNA片段为 1 518 bp, 开放阅读框为 1 239 bp。归类
于花粉表达的一类 PG 基因。本研究揭示了该基因
在棉花恢复系、保持系和不育系中的表达模式。推
测该基因可能与棉花的花器官发育相关。
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