[发明专利]GhGAI基因在调控植物开花中的应用

说明书

本发明公开了GhGAI基因在调控植物开花中的应用，涉及生物技术领域。根据CottonFGD公布已知的GhGAI(Gh_D07G0779)基因的CDS序列和编码的氨基酸序列，设计兼并引物，利用RT‑PCR技术克隆目的片段，筛选阳性克隆进行酶切、PCR鉴定、DNA测序以及核苷酸序列同源性比较，获得陆地棉GhGAI基因的保守区基因片段。构建过表达载体和反义表达载体，通过根癌农杆菌途径转化植株，达到提前和延后植物开花的目的。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体地，涉及GhGAI基因在调控植物开花中的应用。

背景技术

作为全球最大的纺织品出口国、棉花消耗国，棉花支撑着中国纺织业的发展。新疆是我国最大的早熟棉生态区之一，每年供给的600万吨棉花其中2/3都来自新疆。北疆棉区春季自然灾害频发，为了降低自然灾害对棉花正常生长的影响，通常通过延迟播期来规避棉花种植的风险，因此，需要培育出性状优良的早熟品种。大多数植物都要经历开花这一过程，开花标志着植物由营养生长转变为生殖生长。同时，开花和棉花早熟性息息相关，开花时间的早晚是判定棉花品种早熟的一个重要指标形状。所以，研究棉花开花相关基因以及其所在的调控网络，对于棉花的早熟育种有着重要意义。

陆地棉(Gossypium hirsutum L.)是一种重要的经济作物。为了不和粮食作物耕地利用上产生冲突，培育棉花早熟品种已成为棉花育种的重要目标。大多数植物都要经历开花这一过程，开花标志着植物由营养生长转变为生殖生长。同时，研究表明，棉花开花和早熟性息息相关，开花时间的早晚是判定棉花品种早熟的一个重要指标性状。所以，研究棉花开花相关基因以及其所在的调控网络，对于棉花的早熟育种有着重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，发明人从陆地棉中克隆出GhGAI基因，该基因通过构建过表达载体和病毒诱导沉默载体，得到的过表达转基因株系相比于野生型开花提前，而沉默株系开花延迟，说明GhGAI基因在控制棉花开花期方面起到了重要的调控作用，从而完成本发明。

顶芽是决定开花时间的重要组织部位，花芽分化的早晚直接决定了植物开花的时间。为了研究GhGAI基因可能具有的潜在功能，发明人首先比较了GhGAI在早晚熟品种不同时期顶芽中的表达特异性，发明人发现GhGAI基因在早熟棉花品种CCRI50中的表达水平显著高于晚熟棉花品种国欣棉11。通过构建GhGAI基因过表达载体，得到的过表达转基因株系相比于野生型开花提前，利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术进一步验证了GhGAI在棉花中的功能，并观察到被沉默的植株与在相同生长状态下生长的野生型相比出现明显晚花。因此发明人认为GhGAI在调控植物开花方面可能具有关键作用。

本发明提供了GhGAI基因在提调控植物开花中的应用，所述GhGAI基因具有SEQ IDNO:1所示的核苷酸序列。

GhGAI基因的开放阅读框为1647bp。

在本发明的一些实施方案中，SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列能够编码SEQ IDNO:2所示氨基酸序列。该氨基酸序列包含548个氨基酸。

在本发明的一些实施方案中，在植物中提高GhGAI基因的表达量，以促进植物开花。

在本发明的一些具体实施方案中，所述的在植物中提高GhGAI基因的表达量是通过如下方法实现：提高植物内源GhGAI基因的表达，或在植物中过表达外源GhGAI基因。

在本发明的一个具体要求实施方案中所述过表达外源GhGAI基因是指将所述GhGAI基因利用植物表达载体，经农杆菌介导转化到植物中进行表达。

进一步地，所述GhGAI基因通过植物表达载体导入植物细胞、组织或器官。

更进一步地，所述植物表达载体通过一种组成型或诱导型启动子驱动所述GhGAI基因的表达。