本发明专利技术公开了一种棉花TBL34基因的优势等位基因及其编码蛋白和应用，该基因包含如SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3所示的基因序列，分别命名为GhTBL34‑2或GhTBL34‑3。其编码蛋白含有SEQ ID NO:5或SEQ ID NO:6所示的氨基酸序列。该优势等位基因可用于控制植物抗黄萎病。
【技术实现步骤摘要】
一种棉花TBL34基因的优势等位基因及其编码蛋白和应用
本专利技术涉及生物工程领域，特别是涉及一种棉花TBL34基因的优势等位基因及其SNP及InDel变异，以及该优势等位基因的编码蛋白和应用。
技术介绍
棉花黄萎病是棉花生产中的主要病害之一，对棉花生产造成严重的影响和损失，病原体从植物的根部或根茎中入侵，并寄生在维管束中。被感染的棉株叶片发黄、枯萎、脱落，根和茎的维管束也均变褐色，棉铃变小，脱铃率高，甚至导致整个植株枯死，严重影响棉花的产量和品质。1891年，棉花黄萎病首次在美国被发现。随后，此病害迅速传播到全世界的主要棉花产区。1935年，我国通过引入美国棉种而引入该病原菌，然后随着棉花种子的运输而继续传播。目前，该病已经扩展到中国18个省、自治区的478个县(市)。许多棉花产区均出现该病害，并且中国北方产区比南方产区发病情况严重。该病导致棉花产量损失占多年平均产量的15-20％，在发病严重年份损失量可达50％，甚至造成绝产。上世纪90年代，该病的蔓延速度加剧。据调查估测，1995和1996年，每年大约2667000hm2的棉田遭受病害，皮棉产量损失约100000吨。2002年发病棉田已超过30000000hm2。因此，棉花黄萎病已成为影响我国棉花高产稳产的主要障碍。目前，该病害的控制管理方法主要以防为主，有化学防治、利用农业措施、生物防治、选用抗病品种等。经过长期实践表明，利用化学、生物等方法防治棉花黄萎病均存在一定的局限性，选育和种植抗病品种才是最直接、最经济、最有效的措施。但是经过多年抗性鉴定结果表明，国内现存的棉花种质资源中对黄萎病高抗的材料较少，并且大都为海岛棉，陆地棉材料中70％以上为感病材料，达到高抗的材料不足1％。因此，高抗材料的缺乏是限制抗棉花黄萎病育种的主要因素。利用常规育种方法对棉花抗病性进行遗传改良，不仅育种周期长，而且效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种棉花TBL34基因的优势等位基因及其编码蛋白和应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：一种棉花TBL34基因的优势等位基因，包含如SEQIDNO:2或SEQIDNO:3所示的gDNA序列，长度分别为2129bp和2134bp，分别命名为GhTBL34-2或GhTBL34-3。其中，所述GhTBL34-2基因或GhTBL34-3基因对应的非优势等基因为GhTBL34-1，序列如SEQIDNO:1所示。具体通过以下途径获得：以16份抗感陆地棉种质材料的DNA为实验材料，扩增TBL34基因在16个品种中的gDNA序列，对获得的TBL34基因的gDNA序列比对分析，发现gDNA序列存在18处SNPs及1处Indel，形成了长度分别为2126bp、2129bp和2134bp的三个等位基因，其分别在216bp处存在10bp、4bp的缺失和不缺失，因此分别命名为GhTBL34-1、GhTBL34-2和GhTBL34-3(如图1)。表116个抗(耐)感材料的病情指数对三个等位基因在16份材料中的基因型分布和平均病情指数分析，发现GhTBL34-2和GhTBL34-3主要出现在抗(耐)病材料中，统计分析表明，含有GhTBL34-2基因型或GhTBL34-3基因型的材料在温室条件下和在病圃条件下的平均病情指数分别为28.20±5.62和27.04±3.28，而含有GhTBL34-1基因型的材料在温室条件下和在病圃条件下的平均病情指数分别为51.20±20.26和50.76±16.21，T测验表明含有GhTBL34-2基因型或GhTBL34-3基因型的材料的平均病情指数要显著低于含有GhTBL34-1基因型的材料(P＜0.001)，如图2。因此，推测GhTBL34-2和GhTBL34-3为目的基因的优势等位基因，而GhTBL34-1为非优势等位基因。根据GhTBL34-1、GhTBL34-2、GhTBL34-3的gDNA序列获得这三个等位基因编码的蛋白序列分别如SEQIDNO：4-6所示。对gDNA序列进行基因结构分析发现，该基因含有5个外显子，4个内含子，10个SNPs及1处Indel变异位于内含子，8个SNPs变异位于外显子，位于外显子的8个SNPs中有两个发生有义突变，分别为位于gDNA序列第40位的SNP(碱基差异为A/G)导致gDNA编码蛋白第14位氨基酸由天冬酰胺(Asn，N)变为天冬氨酸(Asp,D)，位于gDNA序列第48位的SNP(碱基差异为C/A)导致gDNA编码蛋白第16位氨基酸由天冬酰胺(Asn,N)变为赖氨酸(Lys,K)。其中，优势等位基因GhTBL34-2和GhTBL34-3编码蛋白的氨基酸序列相同，在编码蛋白第14位氨基酸均为天冬氨酸(Asp,D),在编码蛋白第16位氨基酸均为赖氨酸(Lys,K)，说明编码蛋白第14位和第16位氨基酸分别为天冬氨酸(Asp,D)和赖氨酸(Lys,K)的棉花TBL34编码蛋白为抗黄萎病优势等位基因编码蛋白。通过多序列比对分析，发现抗病品种海岛棉海7124的蛋白序列与抗病品种中植棉2号的蛋白序列同源性更高，其14位氨基酸都为天冬氨酸、16位氨基酸都为赖氨酸，推断海岛棉可能也具有陆地棉中的GhTBL34-2优势等位基因。对蛋白结构域进行预测发现都含有PMR5N与PC-Esterase结构域，及保守的GDS基序及DXXH基序。已有研究表明PC-Esterase及PMR5N结构域与植株耐冷抗冻等抗逆性有关。因而推测TBL34基因，尤其是GhTBL34-2及GhTBL34-3基因，可能是影响棉花抗病的优势等位基因，而这个基因在优异抗病品种海岛棉海7124中也发挥着作用。因此，以海岛棉海7124为实验材料，克隆得到GbTBL34的CDS序列，其全长为972bp，编码产生323个氨基酸，含有较多的亮氨酸(Leu)，属于不稳定的亲水性蛋白。含有27个磷酸化位点，主要存在无规则卷曲、α螺旋和部分β折叠，无其它特殊结构。本专利技术所述的优势等位基因的编码蛋白，该所述编码蛋白含有SEQIDNO:5或SEQIDNO:6所示的氨基酸序列。本专利技术所述优势等位基因的表达载体。本专利技术所述优势等位基因的宿主细胞。本专利技术所述优势等位基因的转化植物细胞。本专利技术所述优势等位基因在控制植物抗黄萎病中的应用。其中，所述植物为棉花。其中，所述植物为拟南芥。棉花是常异花授粉作物，同时又是异源四倍体，大部分功能基因在基因组中都具有2个以上的同源序列，这些同源序列之间高度同源，并且存在大量的SNP变异；另一方面，同一个基因的序列变异产生的多个等位基因之间也存在许多SNP变异，这些序列变异导致了显性基因和隐性基因的差别。由于常异花授粉导致大部分棉花品种很难达到100％的纯合率，从而使得许多基因在棉花中实际上处于杂合状态。因此，在进行基因克隆的时候，如何正确区分显性基因、隐性基因，以及如何正确区分显隐性基因和同源基因，是成功克隆到控制表型的优势等位基因的关键。然而目前传统的基因克隆，大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种棉花TBL34基因的优势等位基因，其特征在于：包含如SEQ ID NO:2或SEQ IDNO:3所示的基因序列，分别命名为GhTBL34-2或GhTBL34-3。/n
【技术特征摘要】
1.一种棉花TBL34基因的优势等位基因，其特征在于：包含如SEQIDNO:2或SEQIDNO:3所示的基因序列，分别命名为GhTBL34-2或GhTBL34-3。
2.根据权利要求1所述的棉花TBL34基因的优势等位基因，其特征在于：所述GhTBL34-2基因或GhTBL34-3基因对应的非优势等基因为GhTBL34-1，序列如SEQIDNO:1所示。
3.权利要求1所述的优势等位基因的编码蛋白，其特征在于：所述编码蛋白含有SEQIDNO:5或SEQIDNO:6所示的氨基酸序列。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵云雷，荆慧娟，王红梅，赵佩，陈伟，桑晓慧，芦建华，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41
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