摘要： 来自清华大学生命科学学院，分子生物学实验室及教育部蛋白质科学重点实验室的研究人员在棉花中发现了一个新的膜联蛋白基因，这一基因在棉花纤维伸长方面具有关键的作用，这一研究成果公布在J Integr Plant Biol.杂志上。

生物通报道：来自清华大学生命科学学院，分子生物学实验室及教育部蛋白质科学重点实验室的研究人员在棉花中发现了一个新的膜联蛋白基因，这一基因在棉花纤维伸长方面具有关键的作用，这一研究成果公布在J Integr Plant Biol.杂志上。

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领导这一研究的是清华大学刘进元教授，他早年毕业于南京农业大学，主要研究方向包括棉花纤维细胞快速伸长的分子调控、植物应答过氧化氢分子机制的系统分析，以及定量蛋白质组学研究的方法创新。

棉纤维作为重要的天然纤维, 是纺织工业重要材料。随着棉纺工业技术的发展, 对棉纤维长度等品质性状提出了更高的要求。棉纤维细胞由胚珠外珠被单个细胞分化而来，是高等植物中伸长最快、合成纤维素最多的模式单细胞，其分化和发育过程可分为纤维发育的起始期、伸长期、次生壁增厚期和成熟期4个时期。棉纤维细胞的伸长是一个复杂的生理过程, 涉及细胞壁的松弛, 液泡膨压的反作用力, 膜脂、细胞壁成分和相关蛋白的生物合成及运输过程, 受到许多基因的表达调控。

其中膜联蛋白是其决定细胞伸长和发育的多基因家族，目前已克隆鉴定了一些纤维伸长相关基因, 其中少数基因已证实对纤维细胞伸长发育起一定的调控作用。

在这篇文章中，研究人员从棉花纤维中克隆并鉴定了一个新的膜联蛋白基因成员GhAnx1，该基因编码的蛋白与高等植物中其他膜联蛋白具有很高的相似性。研究人员发现GhAnx1是棉花中普遍存在的膜联蛋白，具有抗氧化功能。Northern印迹杂交表明这一基因在纤维中特别是在伸长阶段大量表达，因此研究人员认为这一基因在纤维伸长方面有至关重要的作用。

另外北京大学的朱玉贤教授研究组也取得了棉纤维伸长机制研究的成果，他们通过比较野生型和无长绒、无短绒突变体棉花胚珠的蛋白质组学数据发现，核苷糖合成途径在棉纤维快速伸长期最显着高调，而植物激素乙烯可能通过促进植物细胞初生壁中果胶的生物合成来调控纤维等具有线性伸长机制的细胞生长。

（生物通：万纹）

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.

作者简介：

刘进元 博士
教授 博导
中国农业生物化学与分子生物学分会副理事长

1992－现在 清华大学　教授
1999－2000 东京大学 访问教授
1994－1995 John Innes Centre 访问教授
1988－1991 北京大学 副教授
1983－1988 东京农工大学 博士
1978－1982 南京农业大学 学士

主要科研领域与方向
目前本实验室的研究主要集中在：1)棉花纤维细胞快速伸长的分子调控；2）植物应答过氧化氢分子机制的系统分析；3）定量蛋白质组学研究的方法创新。

来源：生物通