调控棉花纤维伸长的基因GhZFP8及其应用制造技术

本发明专利技术属于棉花基因工程领域，公开了一种调控棉花棉纤维伸长发育的GhZFP8基因及其应用，该基因核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。通过将本发明专利技术GhZFP8基因导入棉花中，进行过表达，得到纤维细胞伸长的转基因棉花。本发明专利技术为棉花的纤维发育机制提供新的思路，在培育优异棉纤维品种或研究中具有重要意义。维品种或研究中具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
调控棉花纤维伸长的基因GhZFP8及其应用


[0001]本专利技术属于棉花基因工程领域，具体涉及基因GhZFP8在棉花纤维细胞伸长中的应用。

技术介绍

[0002]已有的研究表明赤霉素在棉花纤维发育过程中发挥着重要的作用。外源施加赤霉素更是可以显著促进纤维细胞的起始和伸长，而外源施加赤霉素合成抑制剂paclobutrazol可以显著抑制纤维发育
[1]。赤霉素信号通路中的两个关键蛋白GID1和SLR1在纤维细胞中特异表达
[2]。GhSLR1能与GhGID1相互作用并响应赤霉素处理，过表达GhSLR1导致拟南芥植株矮化且赤霉素应答基因表达量上升
[3]。此外，过表达赤霉素合成的关键酶GA20-oxidase(GA20ox)显著增加赤霉素的含量及促进纤维细胞起始和伸长
[4]。这些研究表明赤霉素信号通路与棉纤维细胞发育密切相关，但赤霉素信号通路是如何调控棉花纤维发育的过程并不清楚。本研究团队通过分析赤霉素处理后胚珠的转录组数据，从中得到16个赤霉素处理后表达量显著升高的转录因子，利用酵母双杂交系统，从中筛选发现转录因子GhZFP8可与棉花DELLA(GhSLR1)蛋白相互作用。通过赤霉素处理，显著诱导GhZFP8基因的表达，而多效唑则显著抑制GhZFP8基因的表达。GhZFP8基因在纤维细胞快速伸长期表达量最高。GhZFP8过量表达促进纤维伸长；GhZFP8干涉后棉花纤维长度显著变短。
[0003][1]Liao W B,Ruan M B,Cui B M,et al.Isolation and characterization of a GAI/RGA-like gene from Gossypium hirsutum[J].Plant Growth Regulation,2009,58(1):35-45.
[0004][2]Aleman L,Kitamura J,Abdel-Mageed H,et al.Functional analysis of cotton orthologs of GA signal transduction factors GID1 and SLR1[J].Plant Molecular Biology,2008,68(1-2):1.
[0005][3]Griffiths J,Murase K,Rieu I,et al.Genetic characterization and functional analysis of the GID1gibberellin receptors in Arabidopsis[J].The Plant Cell,2006,18(12):3399-3414.
[0006][4]Xiao Y H,Li D M,Yin M H,et al.Gibberellin 20-oxidase promotes initiation and elongation of cotton fibers by regulating gibberellin synthesis[J].Journal of Plant Physiology,2010,167(10):829-837。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是如何调控棉花的纤维伸长发育，将GhZFP8基因转入棉花中后，可以调控棉花纤维细胞的发育，从而显著增加棉花纤维的长度，依据是在赤霉素存在下，DELLA蛋白GhSLR1通过蛋白酶体途径被降解并释放与其互作的GhZFP8以激活GhMYB2的表达。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供调控植物发育的GhZFP8基因，其核苷酸序列如
SEQ ID No.1所示。
[0009]本专利技术还提供所述的基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系；其中，所述的重组表达载体，优选为植物表达载体，优选是将所述基因片段连接到载体pBI121或pHellsgate4中，得到的重组质粒pBI121-GhZFP8或pHellsgate4-GhZFP8。
[0010]同时，本专利技术还提供所述的GhZFP8基因，或所述的重组达载体在调控植物发育中的应用。
[0011]所述的应用，其是在调控纤维细胞发育中的应用；优选在调控纤维细胞的伸长中的应用。
[0012]所述的应用，其是将所述的GhZFP8基因导入目的植物中，进行过表达，得到纤维细胞伸长的转基因植物。
[0013]所述植物是双子叶植物，单子叶植物，禾本科植物，十字花科植物,拟南芥，野生型拟南芥Columbia；所述植物优选为棉花，更为优选为亚洲棉，陆地棉，或雷蒙德式棉。
[0014]本领域的普通技术人员可采用已知方法，对本专利技术的基因GhZFP8的核苷酸序列进行突变，那些经过人工修饰后得到的具有与本专利技术基因GhZFP8的核苷酸序列75％或是更高同一性的核苷酸，只要编码基因GhZFP8且具有基因GhZFP8的功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列且等同于本专利技术的序列。
[0015]本专利技术还提供了一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中导入编码基因GhZFP8，得到生长发育不同于所述受体植物的转基因植物。
[0016]上述方法中，所述“向受体植物中导入基因GhZFP8”，可通过向受体植物中导入重组质粒实现。
[0017]所述重组质粒具体可视为重组质粒pBI121-GhZFP8，pHellsgate4-GhZFP8等。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术所述的GhZFP8基因，通过在GA存在下，DELLA蛋白GhSLR1通过蛋白酶体途径被降解并释放与其互作的GhZFP8以激活GhMYB2的表达，从而调控棉纤维发育，促进细胞伸长。本专利技术首先提供了GhZFP8蛋白与模式植物拟南芥同源蛋白之间的进化关系，与AtZFP8蛋白同源性为42％，其次本专利技术确定了GhZFP8基因可能的表达区域，结果证明，GhZFP8启动子驱动的GUS基因在叶表皮毛、花和主根中表达量高，结果见图1。接下来又将GhZFP8过表达载体和基因干涉载体，转入棉花中，筛选得到GhZFP8转基因棉花。同时，检测野生型棉花、过表达棉花和基因干涉株系的纤维长度。结果显示过表达GhZFP8显著增加纤维长度，而干涉GhZFP8基因显著抑制纤维长度，说明GhZFP8基因调控纤维细胞发育。
[0020]本专利技术提供了GhZFP8基因在调控棉花纤维发育中的应用，将本专利技术的GhZFP8基因转入棉花中后，可使棉花纤维伸长，对棉花纤维品质的研究具有重大的意义。
附图说明
[0021]图1：GhZFP8pro::GUS转基因拟南芥GUS染色，其中，A，叶片；B，E，叶片局部放大；C，花序；D，角果；F，根；G，10天幼苗；H，根毛。
[0022]图2：GhZFP8在棉纤维不同发育时期的表达分析，GhZFP8在纤维起始期(0DPA)和伸长期(15DPA)显著高表达，而在20DPA时表达很低。
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.调控植物发育的GhZFP8基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。2.包含权利要求1所述的基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系。3.含有权利要求2所述的重组表达载体，优选为植物表达载体，优选是将所述基因片段连接到载体pBI121或pHellsgate4中，得到的重组质粒pBI121
-ꢀ
GhZFP8 或pHellsgate4
-ꢀ
GhZFP8。4.权利要求1所述的GhZFP8基因，或权利要求2或3所述的重组达载体在调控植物发育中的应用。5.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖光辉，俞嘉宁，何鹏，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：