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果胶是棉纤维初生细胞壁中基本成分之一,并影响纤维和木质结构中的次生壁增厚。果胶是通过UDP-α-D-半乳糖醛酸(UDP-α-D-galacturonic acid,UDP-GalA)聚合形成的聚半乳糖醛酸复合多糖。所以UDP-GalA是果胶合成的重要前体。目前发现其主要通过D-半乳糖醛酸(D-galacturonate),肌醇(myo-inositol)和UDP-葡萄糖(UDP-glucose)途径进行生物合成。通过代谢组数据发现,随着纤维的发育,各果胶前体核甘糖含量都呈现下降的趋势,具有优异纤维品质的陆地棉品系0-153中的各果胶前体核甘糖的含量明显低于品质较差的品系sGK9708,推测这些果胶前体核甘糖可能对棉花品质的形成起到重要的影响。通过对已有的转录组数据重分析,筛选了参与果胶生物合成的基因家族成员并根据转录组数据观察基因表达水平。在陆地棉中总共鉴定出52个基因,并利用qRT-PCR验证转录组数据真实性。为了进一步筛选能够促进纤维伸长的物质,分别将不同的果胶前体核甘糖物质施加到胚珠培养基中,结果发现UDP-葡萄糖醛酸(UDP-α-D glucuronic acid,UDP-GlcA)、UDP-葡萄糖(UDP-α-D-glucose,UDP-Glc)对纤维伸长有明显促进作用,且促进相关基因的表达,而加入其它果胶核甘糖前体物质对胚珠的生长表型无明显影响。UDP-Glc和UDP-GlcA是UDP-葡萄糖途径中两个关键前体物质,推测UDP-葡萄糖途径可能在陆地棉果胶合成中起到重要的作用。UDP-葡萄糖脱氢酶(UDP-glucose dehydrogenase,UGD)是UDP-葡萄糖途径的起始酶,对该途径可能起着重要的调节作用。对UGD基因家族进行生物信息学分析揭示了该基因家族具有保守的基序和基因结构。结合转录组数据筛选出在纤维中优势表达基因GhUGD10,对其进行亚细胞定位发现GhUGD10蛋白主要在细胞膜上表达。对GhUGD10基因构建拟南芥过表达载体,结果发现与野生型相比,转基因株系的根明显增长,推测GhUGD10促进了细胞伸长或细胞数目增多,可能促进棉花纤维细胞突起和伸长,进而影响纤维品质。根据这些结果,推测UDP-葡萄糖途径可能在陆地棉中的纤维发育中具有重要影响。