[发明专利]海岛棉GbCYP72A2基因、其编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了海岛棉GbCYP72A2基因、其编码蛋白和应用，该基因自5’端第1位碱基为转录起始位点，第1558‑1560位碱基为转录终止密码子，编码框为1557个碱基，共编码519个氨基酸，该基因与其同源基因GbCYP72A1具有97％的相似度，但3％的序列差异能够赋予植物更高的黄萎病抗性，可以丰富抗病基因资源，为棉花抗黄萎病育种提供有效的新工具，并且该基因过量表达能够降低植物在萌发期对ABA的敏感性，其下调表达还能够促进植物的生长。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及海岛棉GbCYP72A2基因、其编码蛋白和在植物抗黄萎病中的应用。

背景技术

棉花是重要的经济作物之一，棉纤维是主要的纺织工业原料。随着可耕地面积的减少和环境的恶化，棉花生产受到多种生物和非生物因子的影响，尤其是枯、黄萎病的频繁发生给我国棉花生产造成重大损失。通过传统的育种方法已经很难满足现代农业需求，所以通过基因工程的方法来改良现有品种将是今后育种的主要方法。前人研究结果显示，棉花黄萎病的抗性机制涉及到多种信号通路和物质。在已经获得的研究结果表明，萜醛类化合物和苯丙素类化合物参与棉花对黄萎病的抗性过程。已经获得的结果显示，至少活性氧、水杨酸、茉莉酸、乙烯、油菜素内酯，精胺和Camalexin(Johansson et al.，2006；Gao etal.，2013；Mo et al.，2015，2016)等信号途径参与棉花对黄萎病的抗性过程。为探究棉花对黄萎病的抗病机制，许多研究者克隆了大量与植物抗黄萎病相关的基因。其中番茄中的Ve1基因是目前克隆的最著名的抗黄萎病基因(Kawchuk et al.，2001；Fradin et al.，2011)，但是研究显示该基因对棉花的黄萎病没有抗性，这表明棉花对黄萎病的抗病机制与番茄存在较大差别(刘琳琳等，2014)。棉花中也克隆了一些Ve相关基因，转基因棉花对黄萎病表现出不同程度的抗性，但是其抗病机制的深入发掘还没有相关报道(Zhang et al.，2011；Zhang et al.，2012)。除了Ve基因，研究者还从棉花基因组中克隆了大量其它与抗黄萎病相关的基因，包括GbCAD1、GbSSI2(Gao et al.，2013)、GbRLK(Zhao et al.，2015)、GbSTK(Zhang et al.，2013)、GbTLP1(Munis et al.，2010)、GbERF1-like(Guo et al.，2016)、GhPAO(Mo et al.，2015)、GhSAMDC(Mo et al.，2016)和Gbvdr5(Yang et al.，2015)等。同时，部分研究者还证明一些外源基因也能提高棉花对黄萎病的抗性，如GAFPs(Wanget al.，2015)、Hpal_Xoo(Miao et al.，2010)、NaD1(Gaspar et al.，2014)、p35(Tian etal.，2010)、和Hcm1(Zhang et al.，2016)。上述研究还处于试验阶段，仅仅得到了对黄萎病有抗性的工程植株，但还没有通过转基因方法培育出抗性品种的报道，其在生产上的可利用性有待进一步深入探究。