專利名稱：一種促進(jìn)棉花纖維伸長的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種促進(jìn)棉花纖維伸長的方法。
背景技術(shù)：
乙烯對植物生長和發(fā)育的許多方面都有影響，它影響的過程包括種子萌發(fā)，根和莖的生長，花的發(fā)育，花、葉的衰老和脫落，果實(shí)的成熟。乙烯對一般植物的根、莖、側(cè)芽伸長都有抑制作用，尤其是旱生植物在淹水條件下，莖伸長受抑制更明顯。這是因?yàn)樗筒糠衷谌毖鯒l件下，抑制ACC(乙烯的前體)轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚁鳤CC從根上到非淹水部分，在O2供應(yīng)下轉(zhuǎn)變成乙烯，乙烯的積累抑制莖的伸長。乙烯在促進(jìn)植物的衰老中起重要作用。例如，冬青離體葉片置于黑暗中數(shù)月不衰老變黃，加入乙烯利，即迅速衰老。用700×10-6乙烯利噴灑接近采收的煙草，可促進(jìn)轉(zhuǎn)黃，提早成熟，改善品質(zhì)。乙烯對于葉片和花果的脫落有促進(jìn)作用，其在葉或花組織衰老及受傷時產(chǎn)生，并作用于葉柄和花?；康碾x區(qū)，使離區(qū)所含的纖維酶濃度比兩側(cè)高得多，離區(qū)的果膠酶濃度也同時增高。這兩種酶活性增強(qiáng)導(dǎo)致細(xì)胞纖維素和中膠層成分的降解，這樣使離區(qū)葉柄基部的結(jié)合強(qiáng)度降低，分離程度增大，以致葉片在稍加外力(風(fēng)和重力)作用下脫落。當(dāng)果實(shí)成熟時，乙烯的形成迅速增加，由于乙烯能使原生質(zhì)膜透性增加，而使水解酶外滲，此外還使呼吸作用增加，導(dǎo)致果內(nèi)有機(jī)物強(qiáng)烈轉(zhuǎn)化，最后達(dá)可食程度。不論果實(shí)呼吸是躍變型還是非躍變型，乙烯都有催熟效果。
乙烯也參與調(diào)節(jié)了植物一系列對應(yīng)于生物和非生物脅迫的反應(yīng)。早期乙烯研究的發(fā)展非常緩慢，主要的限制是技術(shù)因素。當(dāng)時測定乙烯的方法繁雜而且不靈敏，況且生理濃度的乙烯濃度太低，人們不能對它進(jìn)行分析。60年代后隨著商業(yè)化的氣相色譜和火焰離子化探測設(shè)備的開發(fā)，將檢測乙烯的靈敏度提高了106倍以上。1993-1998年，Chang等(1993)，Hua等(1995，1998)和Sakai等(1998)先后克隆并鑒定了模式植物擬南芥中的5個乙烯受體基因ETR1/ETR2，ERS1/ERS2和EIN4。研究發(fā)現(xiàn)這些基因都編碼跨膜的組氨酸激酶，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙烯與受體的結(jié)合將導(dǎo)致受體激酶功能的喪失。1995年，Tanimoto等首先發(fā)現(xiàn)乙烯能促進(jìn)擬南芥植物根毛的發(fā)育。用乙烯的合成前體1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC)處理擬南芥能夠產(chǎn)生更多的根毛細(xì)胞，而抑制乙烯的合成則能使得根毛細(xì)胞減少。這是最早關(guān)于報道乙烯對于細(xì)胞伸長發(fā)育有促進(jìn)作用的文獻(xiàn)之一。1996年，mol/Lasucci等發(fā)現(xiàn)乙烯和生長素的信號傳導(dǎo)主要在擬南芥根毛伸長發(fā)育的后期產(chǎn)生作用，并且這種作用可能受到根毛發(fā)育起始基因TTG和GL2的抑制。1998年，Pitts等發(fā)現(xiàn)，用ACC處理擬南芥能明顯促進(jìn)根毛細(xì)胞的伸長。2002年，Cho等發(fā)現(xiàn)，乙烯能通過調(diào)節(jié)擬南芥伸展素基因(Expansin)的表達(dá)對根毛的發(fā)育起作用。Cho等將Expansin基因的啟動子加上GUS基因一道轉(zhuǎn)化擬南芥，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)或抑制乙烯的合成能增加或降低Expansin的表達(dá)強(qiáng)度，同時也發(fā)現(xiàn)根毛細(xì)胞的增加或減少。2003年，Achard等發(fā)現(xiàn)乙烯能通過調(diào)節(jié)DELLA蛋白的活性來控制植物的發(fā)育。DELLA蛋白是赤霉素(GA)信號途徑中的一個重要蛋白，正常情況下能夠抑制植物細(xì)胞的伸長發(fā)育。這在分子水平上描述了乙烯控制植物生長發(fā)育的機(jī)理。
1973年，Beasley和Ting第一次采用體外培養(yǎng)方法，證實(shí)了在各類植物激素中，生長素(Auxin)和赤霉素(Gibberellin)對棉花纖維的發(fā)育有促進(jìn)作用，而激動素(kinetin)和脫落酸(ABA)則會抑制纖維的生長。1984年，Basra和mol/Lalik將棉花纖維細(xì)胞發(fā)育的過程分成四個階段起始期(表皮細(xì)胞的突起，開花前1天至開花后2-3天)、伸長期(初生細(xì)胞壁的合成，從開花后2-3天至25天)、加厚期(次生細(xì)胞壁的合成，從開花后16天至45天)和成熟期(開花后45-50天)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種促進(jìn)棉花纖維伸長的方法。
本發(fā)明所提供的促進(jìn)棉花纖維伸長的方法是用乙烯處理棉花胚珠。
所述方法中，用乙烯處理開花后24小時的胚珠。
所述乙烯處理方式可為，將胚珠放置于MS培養(yǎng)基中，使之漂浮于培養(yǎng)基表面。將培養(yǎng)小瓶置于密閉容器中并充入乙烯氣體(＞99％)，使最終乙烯氣體濃度為0.1-5.0μmol/L，密閉培養(yǎng)6-10天。
所述乙烯的使用濃度為0.1-5.0μmol/L，優(yōu)選1.0μmol/L。
所述乙烯可來源于乙烯利、工業(yè)氣體乙烯(純度＞99％)。
本發(fā)明的方法對纖維細(xì)胞伸長起明顯促進(jìn)作用。用本發(fā)明的方法處理的棉花成熟后，棉花纖維的長度比沒有處理的棉花的纖維長3-6倍，與此同時，棉花胚珠的大小也沒有受到影響。這充分說明了乙烯對于棉花纖維細(xì)胞的伸長具有顯著的促進(jìn)作用，而對于胚珠細(xì)胞則沒有影響。本發(fā)明的方法是一個成本低、有效地提高棉花纖維質(zhì)量的方法。


圖1為不同濃度乙烯處理離體胚珠的棉花纖維細(xì)胞伸長長度。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無特別說明，均為常規(guī)方法。
實(shí)施例1、用乙烯處理離體胚珠后棉花纖維細(xì)胞的伸長情況所用的棉花胚珠組織培養(yǎng)液成分如表1所示表1.棉花胚珠組織培養(yǎng)液成分(MS培養(yǎng)基)

按照表1中各物質(zhì)成分配制棉花胚珠組織培養(yǎng)液，在定容前將其pH值調(diào)節(jié)到6.0，分裝滅菌制成MS培養(yǎng)液。
選野生型陸地棉開花后1天的棉花，使用無菌工具，將胚珠分別剝離到上述MS培養(yǎng)液中，分別置于0.1μmol/L、1.0μmol/L、5.0μmol/L乙烯氣體以及不含有乙烯氣體(對照)的密閉環(huán)境中，于30℃避光培養(yǎng)。6天后，將乙烯處理和不加乙烯的對照組胚珠放入顯微鏡下觀察，并測量纖維細(xì)胞的長度。結(jié)果如圖1所示，0.1μmol/L、1.0μmol/L、5.0μmol/L的乙烯處理過的以及不含有乙烯(對照，CK)的棉花纖維長度分別為3.4mm，4.9mm，5.3mm和0.8mm。表明使用乙烯處理的纖維長度明顯大于對照組，并且隨著乙烯濃度的提高，纖維長度不斷增加，并且在5.0μmol/L時達(dá)到最長，但是胚珠本身大小沒有改變，都為3.2mm3。
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)棉花纖維伸長的方法，是用乙烯處理棉花胚珠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述用乙烯處理的棉花處于開花后24小時的發(fā)育時期。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述乙烯處理方式為將棉花胚珠放置在含有乙烯的密閉空間中培養(yǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述乙烯的使用濃度為0.1-5.0μmol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述乙烯的使用濃度為1.0μmol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于所述乙烯來源于乙烯利、工業(yè)乙烯氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種促進(jìn)棉花纖維伸長的方法。該促進(jìn)棉花纖維伸長的方法，是用乙烯處理棉花從開花后24小時的子房壁上分離的胚珠。本發(fā)明的方法對纖維細(xì)胞伸長起明顯促進(jìn)作用。用本發(fā)明的方法處理的棉花成熟后，棉花纖維的長度比沒有處理的棉花纖維長3－6倍，棉花胚珠的大小沒有明顯改變。本發(fā)明是一個成本低、有效地提高棉花纖維質(zhì)量的方法。
文檔編號A01H3/00GK1748474SQ200510109220
公開日2006年3月22日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者朱玉賢, 施永輝, 盧迎春, 朱生偉, 姬生健 申請人:北京大學(xué)