一种棉花细胞壁强度调控基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种棉花细胞壁强度调控基因及其应用，涉及基因功能技术领域，所述棉花细胞壁强度调控基因为

【技术实现步骤摘要】
一种棉花细胞壁强度调控基因及其应用


[0001]本专利技术涉及基因功能
，更具体的说是涉及一种棉花细胞壁强度调控基因及其应用
。

技术介绍

[0002]棉花是一种重要的经济作物，由于棉花产量和纤维品质性状常呈负相关，因此利用传统育种方法协同改良棉纤维品质和产量进展缓慢，严重影响了纺纱企业和人们对高端原棉的需求，阻碍了国产棉的市场竞争力
。
因此，改良棉纤维品质迫在眉睫
、
也是今后我国棉花品种选育的首要任务
。
而随着棉花基因组学研究的不断深入，通过生物技术方法改良棉纤维品质已成为可能
。
[0003]棉纤维品质主要涉及长度
、
强度和细度等指标，特别是纤维强度与成纱质量有着密切的关系，其值越高
、
成纱的质量越好
、
在纺纱加工过程中棉纤维越不易断裂，制成品率高，进而大量减少用棉消耗
。
但因涉及的基因数量多
、
调控网络复杂，虽然利用各种遗传群体获得了大量与纤维强度相关的
QTLs
，但进一步克隆分析
、
功能验证的基因还比较少，远不能满足分子改良纤维品质的需求，仍需加大力度挖掘调控棉纤维强度的关键基因，助力纤维品质改良
。
[0004]因此，挖掘更多改良棉花品质的基因是本领域技术人员亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种棉花细胞壁强度调控基因及其应用
。
本专利技术所述棉花细胞壁强度调控基因注释为乙醛脱氢酶的基因，醛脱氢酶
(ALDHs)
是
NAD(P)+
依赖性酶的超家族，可催化多种内源性和外源性高活性物质的氧化脂族和芳香族醛分子
。
在已鉴定的植物
ALDHs
中，大多数在植物生长和发育中发挥关键作用，参与植物育性
、
激素合成
、
生长发育以及抗逆等多方面过程
。
但棉花
ALDH
基因在细胞壁强度形成方面的功能及分子机制研究未见报道
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种棉花细胞壁强度调控基因，所述调控基因为
GhALDH7B4_A06
，其核苷酸序列如
SEQ ID NO.1
所示
。
[0008]本专利技术的另一目的是，提供一种棉花细胞壁强度调控蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列如
SEQ ID NO.2
所示
。
[0009]本专利技术的另一目的是，提供一种表达盒，包含上述的调控基因
。
[0010]本专利技术的另一目的是，提供上述的棉花细胞壁强度调控基因或上述的表达盒在棉花育种中的应用
。
[0011]优选的，所述应用为提高棉花的抗倒伏性或提高棉花的棉纤维强力
。
[0012]优选的，所述应用为提高
SEQ ID NO.1
所示调控基因表达量，提高棉花的抗倒伏性和
/
或提高棉纤维强力
。
[0013]本专利技术的另一目的是，提供一种棉花细胞壁强度调控基因的突变基因，所述突变基因在
SEQ ID NO.1
所示的核苷酸序列的第
772
位碱基出现
stop
无义突变导致编码提前终止
。
[0014]本专利技术的另一目的是，提供一种棉花细胞壁强度调控基因的突变蛋白质，由上述突变基因编码
。
[0015]本专利技术的另一目的是，提供上述棉花细胞壁强度调控基因的突变基因在棉花育种中的应用
。
[0016]有益效果：本专利技术通过
QTL
定位
、
转录组测序和重测序，发现一个编码乙醛脱氢酶的基因
GhALDH7B4_A06。
该基因在棉纤维发育尤其是纤维次生壁发育时期高表达，且在低比强的
RIL131
和高比强的
RIL229
中的表达差异显著
。
本专利技术进一步在植物体内过表达该基因，可提高植物茎秆强度；利用病毒诱导的基因沉默
(VIGS)
技术沉默该基因后，棉花纤维强度显著降低，证名
GhALDH7B4_A06
参与细胞壁强度形成发育的调控
。
[0017]利用调控细胞壁强度基因，培育高细胞壁强度的植物新品种，可提高植物的抗倒伏性，保障植物高产高效；利用该基因或其突变基因，可改良棉纤维强力，对推动棉花产业健康发展
、
提升人民生活品质具有重要意义
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图
。
[0019]图1为
RIL131
和
RIL229
的纤维品质性状，其中，
*
表示差异显著
(p<0.05)
，
**
表示差异极显著
(p<0.01)
，
n.s.
表示无显著差异，下同
。
[0020]图2为
GhALDH7B4_A06
等位基因变异示意图
。
[0021]图3为
GhALDH7B4_A06
基因组织表达分析
。
[0022]图
4GhALDH4B4_A06
蛋白保守结构域分析
。
[0023]图
5GhALDH7B4_A06
蛋白在烟草叶片细胞中的亚细胞定位
。
[0024]图
6GhALDH7B4_A06
蛋白在拟南芥原生质体中内质网
marker
共定位；其中：
GFP
代表绿色荧光场，
ER
代表内质网
marker
，
CHI
代表叶绿体自发荧光场，
DIC
代表明场，
Merge
代表叠加场
。
[0025]图
714
‑3‑3蛋白在棉花不同组织中的表达及
BiFC
检测
GhALDH7B4_A06
与
14
‑3‑3蛋白的互作，其中图
7A
为
14
‑3‑3基因在棉花中组织性特异表达分析，颜色越深表示表达量越高；图
7B
为
BiFC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种棉花细胞壁强度调控基因，其特征在于，所述调控基因为
GhALDH7B4_A06
，其核苷酸序列如
SEQ ID NO.1
所示
。2.
一种棉花细胞壁强度调控蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的氨基酸序列如
SEQ ID NO.2
所示
。3.
一种表达盒，其特征在于，包含权利要求1所述的调控基因
。4.
权利要求1所述的棉花细胞壁强度调控基因或权利要求3所述的表达盒在棉花育种中的应用
。5.
根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用为提高棉花的抗倒伏性或改良棉花的棉纤维强力
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员：唐丽媛，张建宏，刘存敬，李兴河，王海涛，张素君，蔡肖，
申请(专利权)人：河北省农林科学院棉花研究所河北省农林科学院特种经济作物研究所，
类型：发明
国别省市：