CN100400653C - 一种促进棉花纤维伸长的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种促进棉花纤维伸长的方法。该促进棉花纤维伸长的方法，是用乙烯处理棉花从开花后24小时的子房壁上分离的胚珠。本发明的方法对纤维细胞伸长起明显促进作用。用本发明的方法处理的棉花成熟后，棉花纤维的长度比没有处理的棉花纤维长3-6倍，棉花胚珠的大小没有明显改变。本发明是一个成本低、有效地提高棉花纤维质量的方法。

Description

一种促进棉花纤维伸长的方法

技术领域

本发明涉及一种促进棉花纤维伸长的方法。

背景技术

乙烯对植物生长和发育的许多方面都有影响，它影响的过程包括：种子萌发，根和茎的生长，花的发育，花、叶的衰老和脱落，果实的成熟。乙烯对一般植物的根、茎、侧芽伸长都有抑制作用，尤其是早生植物在淹水条件下，茎伸长受抑制更明显。这是因为水淹部分在缺氧条件下，抑制ACC(乙烯的前体)转变为乙烯，而ACC从根上到非淹水部分，在O₂供应下转变成乙烯，乙烯的积累抑制茎的伸长。乙烯在促进植物的衰老中起重要作用。例如，冬青离体叶片置于黑暗中数月不衰老变黄，加入乙烯利，即迅速衰老。用700×10^-6乙烯利喷洒接近采收的烟草，可促进转黄，提早成熟，改善品质。乙烯对于叶片和花果的脱落有促进作用，其在叶或花组织衰老及受伤时产生，并作用于叶柄和花梗基部的离区，使离区所含的纤维酶浓度比两侧高得多，离区的果胶酶浓度也同时增高。这两种酶活性增强导致细胞纤维素和中胶层成分的降解，这样使离区叶柄基部的结合强度降低，分离程度增大，以致叶片在稍加外力(风和重力)作用下脱落。当果实成熟时，乙烯的形成迅速增加，由于乙烯能使原生质膜透性增加，而使水解酶外渗，此外还使呼吸作用增加，导致果内有机物强烈转化，最后达可食程度。不论果实呼吸是跃变型还是非跃变型，乙烯都有催熟效果。

乙烯也参与调节了植物一系列对应于生物和非生物胁迫的反应。早期乙烯研究的发展非常缓慢，主要的限制是技术因素。当时测定乙烯的方法繁杂而且不灵敏，况且生理浓度的乙烯浓度太低，人们不能对它进行分析。60年代后随着商业化的气相色谱和火焰离子化探测设备的开发，将检测乙烯的灵敏度提高了106倍以上。1993-1998年，Chang等(1993)，Hua等(1995，1998)和Sakai等(1998)先后克隆并鉴定了模式植物拟南芥中的5个乙烯受体基因ETR1/ETR2，ERS1/ERS2和EIN4。研究发现这些基因都编码跨膜的组氨酸激酶，遗传学实验发现乙烯与受体的结合将导致受体激酶功能的丧失。1995年，Tanimoto等首先发现乙烯能促进拟南芥植物根毛的发育。用乙烯的合成前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)处理拟南芥能够产生更多的根毛细胞，而抑制乙烯的合成则能使得根毛细胞减少。这是最早关于报道乙烯对于细胞伸长发育有促进作用的文献之一。1996年，mol/Lasucci等发现乙烯和生长素的信号传导主要在拟南芥根毛伸长发育的后期产生作用，并且这种作用可能受到根毛发育起始基因TTG和GL2的抑制。1998年，Pitts等发现，用ACC处理拟南芥能明显促进根毛细胞的伸长。2002年，Cho等发现，乙烯能通过调节拟南芥伸展素基因(Expansin)的表达对根毛的发育起作用。Cho等将Expansin基因的启动子加上GUS基因一道转化拟南芥，发现促进或抑制乙烯的合成能增加或降低Expansin的表达强度，同时也发现根毛细胞的增加或减少。2003年，Achard等发现乙烯能通过调节DELLA蛋白的活性来控制植物的发育。DELLA蛋白是赤霉素(GA)信号途径中的一个重要蛋白，正常情况下能够抑制植物细胞的伸长发育。这在分子水平上描述了乙烯控制植物生长发育的机理。

1973年，Beasley和Ting第一次采用体外培养方法，证实了在各类植物激素中，生长素(Auxin)和赤霉素(Gibberellin)对棉花纤维的发育有促进作用，而激动素(kinetin)和脱落酸(ABA)则会抑制纤维的生长。1984年，Basra和mol/Lalik将棉花纤维细胞发育的过程分成四个阶段：起始期(表皮细胞的突起，开花前1天至开花后2-3天)、伸长期(初生细胞壁的合成，从开花后2-3天至25天)、加厚期(次生细胞壁的合成，从开花后16天至45天)和成熟期(开花后45-50天)。

发明内容

本发明的目的是提供一种促进棉花纤维伸长的方法。

本发明所提供的促进棉花纤维伸长的方法是用乙烯处理棉花胚珠。

所述方法中，用乙烯处理开花后24小时的胚珠。

所述乙烯处理方式可为，将胚珠放置于MS培养基中，使之漂浮于培养基表面。将培养小瓶置于密闭容器中并充入乙烯气体(＞99％)，使最终乙烯气体浓度为0.1-5.0μmol/L，密闭培养6-10天。

所述乙烯的使用浓度为0.1-5.0μmol/L，优选1.0μmol/L。

所述乙烯可来源于乙烯利、工业气体乙烯(纯度＞99％)。

本发明的方法对纤维细胞伸长起明显促进作用。用本发明的方法处理的棉花成熟后，棉花纤维的长度比没有处理的棉花的纤维长3-6倍，与此同时，棉花胚珠的大小也没有受到影响。这充分说明了乙烯对于棉花纤维细胞的伸长具有显著的促进作用，而对于胚珠细胞则没有影响。本发明的方法是一个成本低、有效地提高棉花纤维质量的方法。

附图说明

图1为不同浓度乙烯处理离体胚珠的棉花纤维细胞伸长长度。

具体实施方式

下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1、用乙烯处理离体胚珠后棉花纤维细胞的伸长情况

所用的棉花胚珠组织培养液成分如表1所示：

表1.棉花胚珠组织培养液成分(MS培养基)

按照表1中各物质成分配制棉花胚珠组织培养液，在定容前将其pH值调节到6.0，分装灭菌制成MS培养液。

选野生型陆地棉开花后1天的棉花，使用无菌工具，将胚珠分别剥离到上述MS培养液中，分别置于0.1μmol/L、1.0μmol/L、5.0μmol/L乙烯气体以及不含有乙烯气体(对照)的密闭环境中，于30℃避光培养。6天后，将乙烯处理和不加乙烯的对照组胚珠放入显微镜下观察，并测量纤维细胞的长度。结果如图1所示，0.1μmol/L、1.0μmol/L、5.0μmol/L的乙烯处理过的以及不含有乙烯(对照，CK)的棉花纤维长度分别为：3.4mm，4.9mm，5.3mm和0.8mm。表明使用乙烯处理的纤维长度明显大于对照组，并且随着乙烯浓度的提高，纤维长度不断增加，并且在5.0μmol/L时达到最长，但是胚珠本身大小没有改变，都为3.2mm³。

Claims (4)

1.一种促进棉花纤维伸长的方法，是用浓度为0.1-5.0μmol/L的乙烯处理开花后1天的棉花离体胚珠。

2.根据权利要求1所述的方法，所述乙烯处理方式为将棉花胚珠放置在含有乙烯的密闭空间中培养。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述乙烯的使用浓度为1.0μmol/L。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述乙烯来源于乙烯利或工业乙烯气体。

Images