棉花ghlar基因過表達載體的構建開題報告(編輯修改稿)
2025-02-17 16:29 本頁面
【文章內容簡介】 ～ 一、本課題來源及研究的目的和意義隨著社會的發(fā)展和進步，人們越來越追求產品的健康、環(huán)保、無污染。國際有機農業(yè)委員會預測，在未來的30年內，全世界有機棉花的產量將占到棉花總產量的30%，約400萬噸。但是有機棉的生產只是解決原棉生產的無污染，還不能避免紡織品化學印染帶來的化學品對人們健康的危害。天然彩色棉花是一種成熟吐絮時，棉纖維自身具有棕、綠等天然色彩的棉花，由于紡織利用不需印染，可以降低化學印染的成本（約占紡織品成本的一半），減少淡水和能源消耗，避免環(huán)境污染，符合當前人們注重環(huán)保、崇尚自然的消費潮流，具有十分廣闊的市場前景。在全世界，目前已知天然彩色棉品種資源全部屬于棕色和綠色系列顏色單調、纖維品質差、色牢度及色飽和度不足成為限制彩色棉產業(yè)發(fā)展的技術瓶頸。近年來，科研人員利用遠源雜交、復合雜交和連續(xù)定向選育的方法使彩色棉的纖維長度、強力和產量得到大幅度提高，有些品種在纖維品質和產量方面已接近推廣的白色棉花品種。但是，由于現(xiàn)有彩色棉缺乏除棕色、綠色之外的其它顏色的種質資源，用傳統(tǒng)的遺傳育種手段無法解決目前彩色棉顏色單調和色飽和度低的問題。人們寄希望利用基因工程技術來創(chuàng)造新色彩彩色棉品種，但是由于人們對天然彩色棉纖維色素形成分子機制還不清楚，利用轉基因技術改良彩色棉纖維色澤品質的研究進展緩慢。因此，克隆彩色棉纖維色素合成相關基因，明確色素形成及調控的分子機制，將對利用基因工程的手段解決目前彩色棉品種顏色單調、著色不均勻、色牢度和色飽和度低的難題具有十分重要的理論意義和應用價值。二、本課題所涉及的問題在國內(外)研究現(xiàn)狀及分析天然彩色棉并不是近年來才有的，而是自古就存在。據考證，四千多年前的古印第安人、公元前的墨西哥烏雅族人和近代的中國江浙都有栽培利用天然彩色棉的歷史。后來由于白色棉品質提高和印染工業(yè)的飛速發(fā)展，天然彩色棉由于顏色單調且不穩(wěn)定、纖維品質差和產量低等缺點而逐漸被人們冷落。二十世紀末，健康和環(huán)保理念逐漸深入人心，世界范圍內掀起了一股綠色消費的熱潮。天然彩色棉重新回到人們的視野。1982年，Sally V Fox開始彩色棉的現(xiàn)代育種，利用美國農業(yè)部加利福尼亞試驗站保存的彩色棉種質開始進行單株選擇。經過對纖維色澤和品質的多代單株選擇和混合選擇，于1988年獲得第一批可以用于機器紡織的彩色棉品系，1990年她的兩個品系獲得美國專利。隨后秘魯、巴西、埃及、法國、獨聯(lián)體國家和中國等紛紛開展彩色棉的育種和生產。盡管有許多媒體和文獻報道天然彩色棉有棕紅、粉紅、咖啡色、黃色、米色等各種顏色，但基本上都可歸為棕色和綠色兩類。近年來，科研人員采用雜交和連續(xù)定向選擇的方法使彩色棉的纖維品質和產量大幅提高，但是用傳統(tǒng)的遺傳育種方法無法解決目前彩色棉顏色單調和著色不均勻等問題。如果無法提供顏色鮮艷、色彩種類豐富的彩色棉產品，將極大地限制彩色棉產業(yè)的發(fā)展。從20世紀40年代初，就有人開始研究彩色棉色素。他們利用各種方法對彩色棉色素進行分離提取，最終得到了純粹的白色棉，從而證明彩色棉色素是獨立于纖維素而存在的物質。Ryser（1983）利用細胞化學并結合薄層層析方法，在棕色短絨里發(fā)現(xiàn)了單寧的前體兒茶素及單寧的衍生物，認為吐絮時短絨表現(xiàn)出的棕色主要是這些物質所致，并且推測棕色纖維的顏色也可能是位于液泡里的由兒茶素衍化的單寧作用的結果。Yatsu（1983）研究發(fā)現(xiàn)棕色棉色素中含有棉花皮素、槲皮素、黃柏素、單寧衍生物等，綠色棉色素不穩(wěn)定，色素組成比棕色棉復雜，分離提純受溫度、壓力、酸堿度影響較大，因此結構分析困難。Schmutz (1995)等對綠色棉氯仿/甲醇萃取物的研究表明，綠色棉色素結構分為無色和有色兩個部分，存在于蠟質中，無色部分鑒定為苯乙烯酸及其衍生物，氯仿/甲醇提取物中黃色化合物的紫外和可見光譜和咖啡酸的酯類似，但沒有做進一步研究。在國內，于伯齡（2001）曾經報道印度種棉花中含有的色素是棉花皮素和槲皮素7葡萄糖甙，但并未說明該色素是否從棉花纖維中提取，也沒有提供必要的文獻出處。趙向前（2005）對天然棕色棉和綠色棉纖維中色素的成分進行了研究，結果表明甲醇室溫提取的棕色棉纖維色素可能是黃酮類化合物，而綠色棉纖維色素除含有黃酮類化合物外，還含有分子結構類似于盧丁的黃酮醇化合物。詹少華（2004，2006，2007）在純化棕色棉纖維色素的基礎上，通過化學性質鑒定，以及和已知的白色棉種皮色素比較，初步推斷棕色棉色素的化學結構，認為棕色棉纖維中的色素不
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