[发明专利]棉花糖基转移酶基因GhUGT73C6及其在调控植物株型中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物基因工程技术领域，是棉花糖基转移酶基因GhUGT73C6在调控植物株型中的应用。

背景技术

棉花是重要的经济作物，但近年来由于农村劳动力的短缺，棉花种植面积大幅度下降，发展棉花全程机械化成为目前棉花生产的必然方向，因此培育适宜机械化的棉花株型是其中重要方面。通过传统的育种技术获得矮化的表型比较困难，而且常规育种方法对棉花进行种质改良周期长、成效低。近年来随着分子生物学技术的飞速发展，转基因技术成为一种不错的选择。

油菜素内酯是一类重要的植物激素，具有生物活性的油菜素内酯在植物的生长发育起着重要作用，它可以促进种子的萌发、茎根叶的伸长，表皮毛发育、花粉管伸长、花和果实发育等。并且研究表明植物体内油菜素内酯的活性受到多个基因的调控，其中糖基转移酶家族的某些基因可以使油菜素内酯失活。对拟南芥的研究表明，糖基转移酶家族中UGT73C亚家族的6个基因中C1、C2、C3、C4不能使油菜素内酯失活，而C5、C6可以使油菜素内酯失活(Husar S,Berthiller F,Fujioka S,et al.Overexpression of the UGT73C6alters brassinosteroid glucoside formation in Arabidopsis thaliana,BMC Plant Biology,2011,11:51.doi:10.1186/1471-2229-11-51)。说明糖基转移酶UGT73C亚家族基因的功能存在差异。

因此本发明依据拟南芥中可以使油菜素内酯失活的AtUGT73C6(NM_129234.2)基因，在棉花雷蒙德斯棉花基因组中比对得到UGT73C6基因的预测序列，该预测基因的氨基酸序列在NCBI中已公开(KJB13655.1)，但是经过检索，棉花糖基转移酶基因GhUGT73C6的功能以及陆地棉中UGT73C6基因序列均未见报道。

本发明从陆地棉棉花品种苏棉18中获得GhUGT73C6基因，其与陆地棉中UGT73C亚家族中已公布的GhUGT73C14基因(JX846921.1)氨基酸序列相似度低于80％，研究认为GhUGT73C14基因参与脱落酸的活性调控(Gilbert MK,Bland JM,Shockey JM,et al.,A transcript profiling approach reveals an abscisic acid-specific glycosyltransferase(UGT73C14)induced in developing fiber of Ligon lintless-2mutant of cotton(Gossypium hirsutum L.).Plos One,2013,8(9):e75268)。通过转基因技术使GhUGT73C6基因在拟南芥中过量表达，获得的转GhUGT73C6基因植株具有矮化、叶面积小的表型。所以，棉花GhUGT73C6基因的克隆和基因功能验证可以为棉花的矮化育种提供了基因资源。

发明内容

棉花AA、DD二倍体和AADD四倍体全基因组测序的完成，获得很多基因的预测序列，但是基因功能并未明确。因此本发明的目的是提供一种棉花糖基转移酶基因GhUGT73C6在调控植物株型中的应用，所述基因cDNA核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

所述的调控植物株型的棉花糖基转移酶基因GhUGT73C6基因编码的蛋白质，具有序列表中SEQ ID NO.3所述的氨基酸序列。

本发明提供了含有上述棉花糖基转移酶基因GhUGT73C6的植物表达载体。将GhUGT73C6基因克隆到pCAMBIA2301，获得pCAMBIA2301-CaMV35S-GhUGT73C6。

本发明所述基因GhUGT73C6在培育矮化植物中的应用。具体是将GhUGT73C6基因通过植物表达载体转入目的植物内。所述植物是模式植物拟南芥。

本发明的有益效果：利用现有的植物基因工程技术，利用电子克隆及RT-PCR技术，分离与鉴定棉花矮化相关基因序列信息，并通过根癌农杆菌浸花法将基因转入拟南芥，鉴定证明转基因植株的株高明显低于野生型、叶片明显小于野生型(图6)，说明GhUGT73C6基因调控植物株型有明显效果。

附图说明

图1 GhUGT73C6基因全长cDNA序列的扩增结果。

M：DL2000DNA marker,1、2为GhUGT73C6基因全长cDNA PCR扩增结果。