一种改良棉花纤维品质的培育方法技术

本发明专利技术公开了一种改良棉花纤维品质的培育方法，包括如下步骤：通过二氧化硅纳米气凝胶构建GhUGP1基因的表达载体；使用35S启动子启动目的基因，将构建的载体通过花粉管通道法将目的基因导入高产棉花品种中，于田间进行转化；获取连续3代以上田间检测及分子检测阳性，纤维长度和断裂比强度提高，可溶性糖含量显著降低，稳定遗传不再分离的转基因后代材料；将所得的后代材料置于浸种剂中20‑30℃浸泡10‑20分钟后，捞出；按常规方法进行种子播种、培育以及后期管理。本发明专利技术大大提高了棉花的转基因效率，所得后代材料的纤维长度和断裂比强度明显提高，可溶性糖含量显著降低。

A cultivation method for improving the quality of cotton fiber

The invention discloses a cultivation method for improving the quality of cotton fiber, including the following steps: constructing the expression vector of the GhUGP1 gene through the silica nanogel, using the 35S promoter to start the target gene, and conducting the constructed carrier through the pollen tube pathway into the high-yield cotton variety, and in the field. Transformation; obtaining the field detection and molecular detection positive for more than 3 generations, the fiber length and fracture specific strength increased, the soluble sugar content decreased significantly, and the genetically modified progeny material was no longer separated, and the obtained progeny materials were soaked in the seed soaking agent at 20 and 30 degrees centigrade for 20 minutes and removed for 20 minutes, and carried out according to the conventional method. Seed sowing, cultivation and later management. The invention greatly improves the transgenic efficiency of cotton, and the fiber length and breaking specific strength of the offspring materials are obviously improved, and the soluble sugar content is significantly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种改良棉花纤维品质的培育方法
本专利技术涉及转基因领域，具体一种改良棉花纤维品质的培育方法。
技术介绍
棉花是世界上最重要的天然纤维作物，在人类的衣食活动中具有无可替代的地位。随着纺纱技术的不断改进和人们生活水平的提高，对棉花纤维品质尤其是纤维强度提出了更高的要求。如何在提高棉花产量的同时，尽快改良纤维品质成了棉花育种者集中关注的问题。由于纤维品质与产量在遗传上呈现负相关，单纯依靠常规育种技术在较短时间内大幅度同步改良棉花纤维品质与产量相当困难。基因工程的发展为打破这类不良连锁提供了机遇，为实现优良目的基因的定向转移提供了途径，同时还具有后代易于稳定，育种周期短等优点，可望实现棉花纤维品质与产量的同步改良。自1987年Umbeck等人首次报道采用农杆菌介导法将nptII基因和CAT基因导入陆地棉品种珂字312、310中，获得了世界上第一株转基因棉花。之后，棉花基因工程的研究和开发的进展十分迅速。目前，在抗虫、抗除草、抗病、抗逆境等棉花育种方面已经取得了重大进展，但在优质棉的研究和育种工作方面进展缓慢，相关的分子生物学和基因工程研究则刚刚起步。因此，纤维产量和品质改良的基因工程研究成为国内外棉花研究的热点与难点。利用基因工程改良纤维品质有两条基本途径：一是分离鉴定出与纤维品质密切相关的基因，将其导入棉花，增加或抑制某些与棉花纤维品质相关的蛋白质或酶的表达水平，从而改良纤维的品质；二是从其他物种中选择有潜力的目地基因，将其导入棉花，以提高纤维的品质。由于棉花纤维生长发育的分子机理仍然欠清楚，尚未克隆到与棉花纤维产量和品质直接相关的目的基因。因此，通过在棉花纤维中表达合适的外源基因，是目前通过基因工程改良棉花纤维产量和品质的主要途径。棉花纤维强度是对纱线质量及其制成品特性影响较大的性状，我国生产的原棉纤维品质差的重要原因之一就是纤维强度偏低。因此，纤维强度的改良是提高我国原棉品质的主攻方向。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种改良棉花纤维品质的培育方法，可以大大提高棉花的纤维品质。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种改良棉花纤维品质的培育方法，包括如下步骤：S1、通过二氧化硅纳米粒子构建GhUGP1基因的表达载体；S2、使用35S启动子启动目的基因，将构建的载体通过花粉管通道法将目的基因导入高产棉花品种中，于田间进行转化；S3、获取连续3代以上田间检测及分子检测阳性，纤维长度和断裂比强度提高，可溶性糖含量显著降低，稳定遗传不再分离的转基因后代材料；S4、将步骤S3所得的后代材料置于浸种剂中20-30℃浸泡10-20分钟后，捞出；按常规方法进行种子播种、培育以及后期管理。优选地，所述浸种剂包括50wt％～55wt％的生物制剂BIO20、5wt％～7wt％的磷酸二氢钾、2wt％～3wt％的硫酸锰、4wt％～6wt％的硼酸，余量为水。优选地，所述步骤S1具体包括如下步骤：S11、以多聚硅氧烷为硅源，用溶胶凝胶一步法制备尺寸为500nm的二氧化硅纳米粒子，并以多聚赖氨酸(PLL)对其进行表面修饰；S12、将完成修饰后的纳米离子与GhUGP1基因有效结合。本专利技术通过二氧化硅纳米粒子构建GhUGP1基因的表达载体，GhUGP1基因装载在二氧化硅气凝胶无数的纳米级空穴中，形成不会团聚的独立纳米分散体，结构极其稳定，从而提高了转基因的效率和成功率，所得后代材料的纤维长度和断裂比强度明显提高，可溶性糖含量显著降低；最后通过自制浸种剂对后代材料进行了浸种处理，促进了棉花根系的发育，进一步改善了作物的品质，增强了作物抗病、抗寒、抗旱能力。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种改良棉花纤维品质的培育方法，包括如下步骤：S1、通过二氧化硅纳米粒子构建GhUGP1基因的表达载体，具体的：S11、以多聚硅氧烷为硅源，用溶胶凝胶一步法制备尺寸为500nm的二氧化硅纳米粒子，并以多聚赖氨酸(PLL)对其进行表面修饰；S12、将完成修饰后的纳米离子与GhUGP1基因有效结合。S2、使用35S启动子启动目的基因，将构建的载体通过花粉管通道法将目的基因导入冀668中，于田间进行转化；S3、获取连续3代以上田间检测及分子检测阳性，纤维长度和断裂比强度提高，可溶性糖含量显著降低，稳定遗传不再分离的转基因后代材料；S4、将步骤S3所得的后代材料置于浸种剂中20-30℃浸泡10-20分钟后，捞出；按常规方法进行种子播种、培育以及后期管理，所述浸种剂包括50wt％～55wt％的生物制剂BIO20、5wt％～7wt％的磷酸二氢钾、2wt％～3wt％的硫酸锰、4wt％～6wt％的硼酸，余量为水。实施例2一种改良棉花纤维品质的培育方法，包括如下步骤：S1、通过二氧化硅纳米粒子构建GhUGP1基因的表达载体，具体的：S11、以多聚硅氧烷为硅源，用溶胶凝胶一步法制备尺寸为500nm的二氧化硅纳米粒子，并以多聚赖氨酸(PLL)对其进行表面修饰；S12、将完成修饰后的纳米离子与GhUGP1基因有效结合。S2、使用35S启动子启动目的基因，将构建的载体通过花粉管通道法将目的基因导入冀棉20号中，于田间进行转化；S3、获取连续3代以上田间检测及分子检测阳性，纤维长度和断裂比强度提高，可溶性糖含量显著降低，稳定遗传不再分离的转基因后代材料；S4、将步骤S3所得的后代材料置于浸种剂中20-30℃浸泡10-20分钟后，捞出；按常规方法进行种子播种、培育以及后期管理，所述浸种剂包括50wt％～55wt％的生物制剂BIO20、5wt％～7wt％的磷酸二氢钾、2wt％～3wt％的硫酸锰、4wt％～6wt％的硼酸，余量为水。实施例3一种改良棉花纤维品质的培育方法，包括如下步骤：S1、通过二氧化硅纳米粒子构建GhUGP1基因的表达载体，具体的：S11、以多聚硅氧烷为硅源，用溶胶凝胶一步法制备尺寸为500nm的二氧化硅纳米粒子，并以多聚赖氨酸(PLL)对其进行表面修饰；S12、将完成修饰后的纳米离子与GhUGP1基因有效结合。S2、使用35S启动子启动目的基因，将构建的载体通过花粉管通道法将目的基因导入99-68中，于田间进行转化；S3、获取连续3代以上田间检测及分子检测阳性，纤维长度和断裂比强度提高，可溶性糖含量显著降低，稳定遗传不再分离的转基因后代材料；S4、将步骤S3所得的后代材料置于浸种剂中20-30℃浸泡10-20分钟后，捞出；按常规方法进行种子播种、培育以及后期管理，所述浸种剂包括50wt％～55wt％的生物制剂BIO20、5wt％～7wt％的磷酸二氢钾、2wt％～3wt％的硫酸锰、4wt％～6wt％的硼酸，余量为水。以实施例1、实施例2以及实施例3中的改良品种作为各自的对照组，经检测，实施例1-实施例3所得的品种的纤维长度和断裂比强度明显高于各自的对照组，可溶性糖含量明显低于各自的对照组。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改良棉花纤维品质的培育方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过二氧化硅纳米气凝胶构建GhUGP1基因的表达载体；S2、使用35S启动子启动目的基因，将构建的载体通过花粉管通道法将目的基因导入高产棉花品种中，于田间进行转化；S3、获取连续3代以上田间检测及分子检测阳性，纤维长度和断裂比强度提高，可溶性糖含量显著降低，稳定遗传不再分离的转基因后代材料。

【技术特征摘要】
1.一种改良棉花纤维品质的培育方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过二氧化硅纳米气凝胶构建GhUGP1基因的表达载体；S2、使用35S启动子启动目的基因，将构建的载体通过花粉管通道法将目的基因导入高产棉花品种中，于田间进行转化；S3、获取连续3代以上田间检测及分子检测阳性，纤维长度和断裂比强度提高，可溶性糖含量显著降低，稳定遗传不再分离的转基因后代材料。2.如权利要求1所述的一种改良棉花纤维品质的培育方法，其特征在于，所得的后代材料在播种前需先置于浸种剂中20-30℃浸泡10-20分钟方可进行播...

【专利技术属性】
技术研发人员：李妙，王国印，朱继杰，赵红霞，王士杰，贾晓昀，和剑涵，黄瑞恒，
申请(专利权)人：河北省农林科学院粮油作物研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13