摘要： 來自清華大學生命科學學院，分子生物學實驗室及教育部蛋白質科學重點實驗室的研究人員在棉花中發現了一個新的膜聯蛋白基因，這一基因在棉花纖維伸長方面具有關鍵的作用，這一研究成果公布在J Integr Plant Biol.雜志上。
生物通報道：來自清華大學生命科學學院，分子生物學實驗室及教育部蛋白質科學重點實驗室的研究人員在棉花中發現了一個新的膜聯蛋白基因，這一基因在棉花纖維伸長方面具有關鍵的作用，這一研究成果公布在J Integr Plant Biol.雜志上。
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領導這一研究的是清華大學劉進元教授，他早年畢業于南京農業大學，主要研究方向包括棉花纖維細胞快速伸長的分子調控、植物應答過氧化氫分子機制的系統分析，以及定量蛋白質組學研究的方法創新。
棉纖維作為重要的天然纖維, 是紡織工業重要材料。隨著棉紡工業技術的發展, 對棉纖維長度等品質性狀提出了更高的要求。棉纖維細胞由胚珠外珠被單個細胞分化而來，是高等植物中伸長最快、合成纖維素最多的模式單細胞，其分化和發育過程可分為纖維發育的起始期、伸長期、次生壁增厚期和成熟期4個時期。棉纖維細胞的伸長是一個復雜的生理過程, 涉及細胞壁的松弛, 液泡膨壓的反作用力, 膜脂、細胞壁成分和相關蛋白的生物合成及運輸過程, 受到許多基因的表達調控。
其中膜聯蛋白是其決定細胞伸長和發育的多基因家族，目前已克隆鑒定了一些纖維伸長相關基因, 其中少數基因已證實對纖維細胞伸長發育起一定的調控作用。
在這篇文章中，研究人員從棉花纖維中克隆并鑒定了一個新的膜聯蛋白基因成員GhAnx1，該基因編碼的蛋白與高等植物中其他膜聯蛋白具有很高的相似性。研究人員發現GhAnx1是棉花中普遍存在的膜聯蛋白，具有抗氧化功能。Northern印跡雜交表明這一基因在纖維中特別是在伸長階段大量表達，因此研究人員認為這一基因在纖維伸長方面有至關重要的作用。
另外北京大學的朱玉賢教授研究組也取得了棉纖維伸長機制研究的成果，他們通過比較野生型和無長絨、無短絨突變體棉花胚珠的蛋白質組學數據發現，核苷糖合成途徑在棉纖維快速伸長期最顯著高調，而植物激素乙烯可能通過促進植物細胞初生壁中果膠的生物合成來調控纖維等具有線性伸長機制的細胞生長。
（生物通：萬紋）
原文摘要：
Characterization of a novel annexin gene from cotton (Gossypium hirsutum cv CRI 35) and antioxidative role of its recombinant protein.
Plant annexins represent a multigene family involved in cellular elongation and development. A cDNA encoding a novel annexin was isolated from a cotton (Gossypium hirsutum) fiber cDNA library and designated?GhAnx1. This gene encodes a 316 amino acid protein with a theoretical molecular mass of 36.06 kDa and a theoretical pI of 6.19. At the amino acid level, it shares high sequence similarity and has evolutionary relationships with annexins from higher plants. The purified recombinant protein expressed in Escherichia coli was used to investigate its physicochemical properties. Circular dichroism spectrum analyses showed a positive peak rising to the maximum at 196 nm and a broad negative band rounding 215 nm, suggesting that the GhAnx1 protein was prominently α-helical. The fluorescence measurements indicated that it could bind to Ca(2+) in vitro. These results demonstrated that GhAnx1 was a typical annexin protein in cotton. A bioassay experiment was conducted to analyze its potential function and showed that E. coli cells expressing GhAnx1 were protected from tert-butyl hydroperoxide (tBH) stress, suggesting that it had a potential antioxidative role. Northern blot analyses revealed that?GhAnx1?was highly expressed in fibers, especially during the elongation stage, suggesting that it might be important for fiber elongation.
作者簡介：
劉進元 博士
教授 博導
中國農業生物化學與分子生物學分會副理事長
1992－現在 清華大學 教授
1999－2000 東京大學 訪問教授
1994－1995 John Innes Centre 訪問教授
1988－1991 北京大學 副教授
1983－1988 東京農工大學 博士
1978－1982 南京農業大學 學士
主要科研領域與方向
目前本實驗室的研究主要集中在：1)棉花纖維細胞快速伸長的分子調控；2）植物應答過氧化氫分子機制的系統分析；3）定量蛋白質組學研究的方法創新。
來源：生物通