[发明专利]调控棉花纤维伸长的基因GhZFP8及其应用

说明书

本发明属于棉花基因工程领域，公开了一种调控棉花棉纤维伸长发育的GhZFP8基因及其应用，该基因核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。通过将本发明GhZFP8基因导入棉花中，进行过表达，得到纤维细胞伸长的转基因棉花。本发明为棉花的纤维发育机制提供新的思路，在培育优异棉纤维品种或研究中具有重要意义。

技术领域

本发明属于棉花基因工程领域，具体涉及基因GhZFP8在棉花纤维细胞伸长中的应用。

背景技术

已有的研究表明赤霉素在棉花纤维发育过程中发挥着重要的作用。外源施加赤霉素更是可以显著促进纤维细胞的起始和伸长，而外源施加赤霉素合成抑制剂paclobutrazol可以显著抑制纤维发育^[1]。赤霉素信号通路中的两个关键蛋白GID1和SLR1在纤维细胞中特异表达^[2]。GhSLR1能与GhGID1相互作用并响应赤霉素处理，过表达GhSLR1导致拟南芥植株矮化且赤霉素应答基因表达量上升^[3]。此外，过表达赤霉素合成的关键酶GA20-oxidase(GA20ox)显著增加赤霉素的含量及促进纤维细胞起始和伸长^[4]。这些研究表明赤霉素信号通路与棉纤维细胞发育密切相关，但赤霉素信号通路是如何调控棉花纤维发育的过程并不清楚。本研究团队通过分析赤霉素处理后胚珠的转录组数据，从中得到16个赤霉素处理后表达量显著升高的转录因子，利用酵母双杂交系统，从中筛选发现转录因子GhZFP8可与棉花DELLA(GhSLR1)蛋白相互作用。通过赤霉素处理，显著诱导GhZFP8基因的表达，而多效唑则显著抑制GhZFP8基因的表达。GhZFP8基因在纤维细胞快速伸长期表达量最高。GhZFP8过量表达促进纤维伸长；GhZFP8干涉后棉花纤维长度显著变短。

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[2]Aleman L,Kitamura J,Abdel-Mageed H,et al.Functional analysis ofcotton orthologs of GA signal transduction factors GID1 and SLR1[J].PlantMolecular Biology,2008,68(1-2):1.

[3]Griffiths J,Murase K,Rieu I,et al.Genetic characterization andfunctional analysis of the GID1gibberellin receptors in Arabidopsis[J].ThePlant Cell,2006,18(12):3399-3414.

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发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何调控棉花的纤维伸长发育，将GhZFP8基因转入棉花中后，可以调控棉花纤维细胞的发育，从而显著增加棉花纤维的长度，依据是在赤霉素存在下，DELLA蛋白GhSLR1通过蛋白酶体途径被降解并释放与其互作的GhZFP8以激活GhMYB2的表达。

为解决上述技术问题，本发明提供调控植物发育的GhZFP8基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。