【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物技术应用领域，涉及一种改良棉花纤维品质的erf/ap2转录因子家族基因goerf及其应用。
技术介绍
1、全球许多国家都种植棉花，它提供了最重要的天然纺织纤维。棉花有两个异源四倍体品种(陆地棉和海岛棉)。陆地棉占世界棉花总产量的90％以上，具有产量高，适应性强的特点，而海岛棉占世界棉花年产量的3％以上，具有更长，更强，更细的棉纤维。棉纤维已用于多种规格的纺织品，具有保暖、吸湿、透气、穿着舒适等优点。但随着纺织技术的进步，低品质的棉纤维难以满足加工要求；因此，提高纤维品质已成为现代棉花育种的重要目标。
2、全基因组关联分析(genome wide association study，gwas)是利用覆盖整个基因组的分子标记，进行全基因组水平上的表型和基因型的关联分析，从而定位影响性状的基因位点的一种研究策略。相比基于作图群体的连锁分析，gwas分析可以直接使用自然群体开展研究。随着基因组测序技术和生物信息学的发展，gwas已被应用于小麦，水稻，大豆，玉米等的农艺性状的研究。一些关于棉花gwas的研究已经被报道，sun等(2017)人利用719份不同的陆地棉种质，通过gwas鉴定出总共46个显著的snp(single nucleotidepolymorphism)和612个与纤维品质性状相关的候选基因。通过gwas和单倍型分析，wang等(2022)检测到两个与纤维马克隆值相关的单倍型块，其中一个(fm2)来源于陆地棉渐渗。zhao等(2022)利用336份海岛棉种质发掘了与15个性状相关的6241个独
3、erf/ap2转录因子是植物中最大的转录因子家族之一，在调控植物细胞周期、生长发育以及环境胁迫应答反应起着重要的作用(张麒等，2018)。同时，erf/ap2转录因子作为乙烯信号的最终响应基因，可以反馈调节植物激素的生物合成，包括乙烯，生长素，细胞分裂素，赤霉素和脱落酸等(何绍萍，2020)。乙烯作为重要的植物激素之一，它与多种激素共同影响着从种子萌发到器官衰老的整个植物生长发育过程。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种改良棉花纤维品质的erf/ap2转录因子家族基因goerf及其应用。本专利技术基于两年两点海岛棉自然群体的纤维品质表型数据和blup值，结合每一材料全基因组重测序信息，使用3vmrmlm模型对五个纤维品质性状进行了基因型-表型全基因组关联分析，定位影响纤维品质性状的qtl。随后，提取了位于qtl内的候选基因编码区的重要变异进行局部关联分析检验，发现了一个重要的snp和indel位点位于id号为gb_a07g0161的外显子区，造成了氨基酸序列的改变，产生两种不同的单倍型(单倍型1和单倍型2)。gb_a07g0161基因编码erf/ap2转录因子家族基因，命名为goerf。goerf的不同单倍型之间品质性状的比较分析表明单倍型2较单倍型1在纤维长度、强度、马克隆值、整齐度及伸长率等纤维品质性状方面存在显著优势。
2、本专利技术还提供了一种用于检测goerf差异位点的snp引物对，检测所述的差异位点，选择该基因643bp有一个核苷酸缺失的单倍型2即为高品质棉花种质。
3、本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：
4、第一方面，本专利技术请求保护erf/ap2转录因子家族基因goerf或用于检测erf/ap2转录因子家族基因goerf差异位点的物质在(1)～(3)至少一种中的应用：
5、(1)改良棉花纤维品质性状；(2)筛选或鉴定具有优良纤维品质性状的棉花品种；(3)培育高纤维品质棉花新品种；
6、所述的erf/ap2转录因子家族基因goerf存在两种单倍型，单倍型1的cds序列为seq id no.1；单倍型2的cds序列为seq id no.4；所述的单倍型2较单倍型1在cds序列的42bp和643bp处分别有一个非同义突变的单核苷酸多态位点和一个核苷酸的缺失位点，并造成氨基酸翻译序列的改变；关联分析结果表明，单倍型2较单倍型1在棉花纤维品质性状方面存在优势。
7、进一步，上述的应用中所述的物质为用于检测erf/ap2转录因子家族基因goerf差异位点的snp引物对，或含有所述snp引物对的试剂或试剂盒。更进一步，所述的snp引物对的正反向引物如seq id no.7和seq id no.8所示。
8、第二方面，本专利技术请求保护一种用于辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的专用引物，该专用引物的正反向引物如seq id no.7和seq id no.8所示。
9、第三方面，本专利技术请求保护一种用于辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的试剂盒，该试剂盒包含上述的专用引物。
10、第四方面，本专利技术请求保护一种erf/ap2转录因子家族基因goerf，该基因存在两种单倍型，单倍型1的cds序列为seq id no.1，基因组序列为seq id no.2，其编码的氨基酸序列为seq id no.3。单倍型2的cds序列为seq id no.4，基因组序列为seq id no.5，其编码的氨基酸序列为seq id no.6。进一步，单倍型2较单倍型1在cds序列的42bp和643bp处分别有一个非同义突变的单核苷酸多态位点和一个核苷酸的缺失位点，并造成氨基酸翻译序列的改变；关联分析结果表明，单倍型2较单倍型1在棉花纤维品质性状(纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度和伸长率等)方面存在优势。
11、第五方面，上述的erf/ap2转录因子家族基因goerf编码的蛋白及其在改良棉花纤维品质性状或培育高纤维品质棉花新品种中的应用也属于本专利技术的保护范围。单倍型1编码的氨基酸序列如seq id no.3所示；单倍型2编码的氨基酸序列如seq id no.6所示。
12、研究表明，当单倍型2基因序列或其编码的蛋白质存在于棉花植物中时，所述等位基因或其蛋白质可促进棉花纤维长度、纤维比强度、纤维整齐度、纤维伸长率的增加和马克隆值的降低，说明该基因单倍型2在提升棉花纤维品质性状以及培育棉花优质新品种中具有重要的作用和应用前景。同时，两个单倍型之间的差异序列，可以用作高效鉴定高品质棉花品种的分子标记。
13、第六方面，本专利技术请求保护一种辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的方法，采用上述的专用引物检测所述erf/ap2转录因子家族基因goerf的差异位点，选择代表该基因cds序列的643bp有一个核苷酸的缺失位点的单倍型2扩增带型，携带单倍型2的群体材料即为具有高纤维品质性状的棉花种质。
14、本专利技术所述的棉花纤维品质性状为纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度和伸长率等中的至少一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.ERF/AP2转录因子家族基因GoERF或用于检测ERF/AP2转录因子家族基因GoERF差异位点的物质在(1)～(3)至少一种中的应用：(1)改良棉花纤维品质性状；(2)筛选或鉴定具有优良纤维品质性状的棉花品种；(3)培育高纤维品质棉花新品种；
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的棉花纤维品质性状为纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度和伸长率中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的物质为用于检测ERF/AP2转录因子家族基因GoERF差异位点的SNP引物对，或含有所述SNP引物对的试剂或试剂盒。
4.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的SNP引物对的正反向引物如SEQ IDNO.7和SEQ ID NO.8所示。
5.一种用于辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的专用引物，其特征在于，该专用引物的正反向引物如SEQ ID NO.7和SEQ ID NO.8所示。
6.一种用于辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的试剂盒，其特征在于，该试剂盒包含权利要求5所述的专用引物。
7
8.根据权利要求7所述的ERF/AP2转录因子家族基因GoERF，其特征在于，单倍型2较单倍型1在CDS序列的42bp和643bp处分别有一个非同义突变的单核苷酸多态位点和一个核苷酸的缺失位点，并造成氨基酸翻译序列的改变；关联分析结果表明，单倍型2较单倍型1在棉花纤维品质性状方面存在优势。
9.权利要求7所述的ERF/AP2转录因子家族基因GoERF编码的蛋白及其在改良棉花纤维品质性状或培育高纤维品质棉花新品种中的应用，其特征在于，单倍型1编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.3；单倍型2编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.6。
10.一种辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的方法，其特征在于，采用权利要求5中所述的专用引物检测权利要求7中所述ERF/AP2转录因子家族基因GoERF的差异位点，选择代表该基因CDS序列的643bp有一个核苷酸的缺失位点的单倍型2扩增带型，即为具有高纤维品质性状的棉花种质。
...【技术特征摘要】
1.erf/ap2转录因子家族基因goerf或用于检测erf/ap2转录因子家族基因goerf差异位点的物质在(1)～(3)至少一种中的应用：(1)改良棉花纤维品质性状；(2)筛选或鉴定具有优良纤维品质性状的棉花品种；(3)培育高纤维品质棉花新品种；
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的棉花纤维品质性状为纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度和伸长率中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的物质为用于检测erf/ap2转录因子家族基因goerf差异位点的snp引物对，或含有所述snp引物对的试剂或试剂盒。
4.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的snp引物对的正反向引物如seq idno.7和seq id no.8所示。
5.一种用于辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的专用引物，其特征在于，该专用引物的正反向引物如seq id no.7和seq id no.8所示。
6.一种用于辅助筛选或鉴定棉花高纤维品质性状的试剂盒，其特征在于，该试剂盒包含权利要求5所述的专用引物。
7.一种erf/a...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭旺珍，宋晓辉，王海棠，于羽嘉，尚小光，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：
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