两个棉花ß-葡聚糖酶新基因的结构与表达特征分析

β-葡聚糖酶是一类能降解β-葡聚糖的水解酶。本研究分别通过电子克隆和棉纤维发育cDNA文库筛选法克隆到2个棉花β-葡聚糖酶新基因，内切-1,4-β-葡聚糖酶基因(GhEG，GenBank登录号为HM462003)和1,3-β-葡聚糖酶基因(GhGLU，GenBank登录号: HM462004)。GhEG全长ORF为1 581 bp，编码526个氨基酸残基。GhGLU全长ORF为1 410 bp，编码469个氨基酸残基。基因组水平分析表明，GhEG含5个内含子和6个外显子，而GhGLU无内含子，仅1个外显子。新克隆的2个基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中含1个拷贝，而在四倍体陆地棉和海岛棉中存在2个拷贝。通过开发SNP标记分别将GhEG和GhGLU在四倍体中的一个拷贝定位在第19染色体和第4染色体上。Q-PCR表达分析表明，GhEG在根、茎、叶中表达水平很低，而在纤维伸长期优势表达，在15 DPA和20 DPA纤维中，该基因在海岛棉海7124中的转录本显著高于陆地棉TM-1。GhGLU在根、茎、叶及纤维发育不同时期均有表达，属于组成性表达基因，特别在根、纤维发育初始期和伸长后期优势表达，且表达水平在陆地棉TM-1和海岛棉海7124间也有显著差异。