[发明专利]一种棉纤维发育相关基因GbWRKY32及其表达载体与应用

说明书

本发明公开了一种棉花纤维发育相关基因GbWRKY32，其碱基序列如SEQ ID NO：1所示。发明人首次从海岛棉中克隆出抗WRKY转录因子GbWRKY32，并验证了GbWRKY32基因在增强棉花纤维品质中的用途，为提高棉纤维品质育种提供重要的理论支持。此外，利用本发明的增强棉花纤维品质的方法，能够有效增强目的棉花的纤维品质，且简单方便、可重复性好，对棉花的生长发育无影响，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体的，本发明涉棉花基因工程领域，更具体的，本发明涉及一种棉纤维发育相关基因及其表达载体与应用。

背景技术

我国棉花总产量居世界首位，但纤维品质单一，无法满足国内对优质棉纤维的需求。优良纤维品质的形成需要良好的条件。基因型、激素、光照、温度都是影响纤维品质形成的主要因素。传统的棉花育种在很长一段时间内对纤维品质的提高做出了巨大的贡献。但近几年传统育种进入了颈瓶期，通过常规育种发方法已经很难再推出具有优良品质的新品种。随着生物信息学、棉花分子生物学、基因组学等学科的发展为利用分子手段来改良棉花纤维品质带来了广阔的前景。

通过转基因技术同步提高棉花纤维品质和产量是我国棉花育种的主要工作。棉纤维发育的整个过程由多个转录因子和基因共同调控。目前分离得到的相关基因仍无法系统的阐明棉纤维发育的机理。因此仍需要鉴定一些参与棉纤维发育的转录因子和基因。WRKY转录因子在海岛棉优异纤维形成过程中的功能和分子机制研究不够清楚还需大量的研究来阐明其中的机理。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种棉花纤维发育相关基因GbWRKY32。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：转录因子是调控蛋白，它可以激活或抑制生物体内多个靶基因的转录。参与植物生长发育、衰老、信号转导、物质代谢调控等过程。WRKY结构域由一个锌指结构的C端和N端组成，其中N端含WRKYGQK组成的高度保守的氨基酸序列，能够与基因启动子中的w-box特异性结合从而起到转录调控作用。WRKY具有组织特异性特征，在不同植物的叶，茎，花，维管组织，果实，等组织中均有表达。其表达具有快速、瞬时等特点。与其他物种相比，棉花WRKY基因特别是亚组I和II通过多个全基因组重复和串联重复扩大。转录组分析表明，许多WRKY基因参与特定的纤维发育过程，如纤维起始，伸长和成熟。

发明人根据前期研究，从海岛棉‘新海21’中克隆WRKY基因，将其命名为GbWRKY32，其碱基序列如SEQ ID NO：1所示。

本发明另一方面，通过将SEQ ID NO：1所示的片段酶切至载体pCAMBIA1304获得棉花纤维发育相关基因植物表达载体pCAMBIA1304-GbWRKY32。

本发明的第三方面，提供一种改善棉花纤维品质的方法，该方法包括步骤：

克隆棉花纤维发育相关基因；

构建棉花纤维发育相关基因植物表达载体；

利用农杆菌侵染法将棉花纤维发育相关基因植物表达载体转入棉花。

进一步地，所述棉花纤维发育相关基因为GbWRKY32，其碱基序列如SEQ ID NO：1所示。

进一步地，所述棉花纤维发育相关基因植物表达载体为pCAMBIA1304-GbWRKY32。

本发明的第四方面，通过杂交的方法改善棉花纤维品质，包括步骤：

将具有棉花纤维发育相关基因GbWRKY32的棉花作为父本或母本与不具有该基因的母本或父本进行杂交；

对子代进行棉纤维品质筛选，获得具有高品质纤维的棉花品种。

根据本发明的实施例，GbWRKY32基因的表达可以增强棉花的抗旱性能。