[发明专利]GhAIF3基因在调控植物表型中的应用及调控植物表型的方法

说明书

本发明提供了一种GhAIF3基因在调控植物表型中的应用及调控植物表型的方法，涉及基因工程技术领域，本发明的发明人从前人对于AtAIFs功能以及与果枝始节位相关的主效QTL qNFFB‑D2‑4的基础上，从陆地棉中克隆出棉花GhAIF3基因，并发现过表达该基因的植株较野生型植株叶片表皮毛长度变短、植株矮化且根长变短，沉默该基因的植株较野生型植株果枝始节位置降低。本发明提供的GhAIF3基因为培育表皮毛长度、株高、根长和果枝始节位适宜的植物新品种提供的宝贵的基因资源。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其是涉及一种GhAIF3基因在调控植物表型中的应用及调控植物表型的方法。

背景技术

棉花是全世界的重要经济作物和战略物质之一，在我国的国民经济体系中有着举足轻重的作用。细胞的伸长在棉花的整个生长发育阶段过程都发挥着不可忽视的作用，尤其调节细胞的伸长可有效调控棉花的株型，控制棉花主茎和果枝的节间长度，降低株高，缩短果枝。

碱性-螺旋-环-螺旋(Basic helix-Loop-helix)转录因子家族广泛存在于真核生物中，是最大的调控蛋白家族之一。此外，研究表明，bHLH转录因子在生物合成和信号传导、植物生长发育、逆境生长(低温、高盐、干旱、缺铁及缺磷等胁迫)等方面起着重要的作用。一些研究旨在根据序列同源性将成员数量庞大的bHLH家族划分为更小的亚群。这些亚家族的成员通常具有相似或重叠的功能。根据Carretero-Paule等人和Buti等人综述中所描述的bHLH亚组，主要包括的亚家族有：PIF、BEE、BIM、PAR、AIF和PRE亚家族。

研究表明AIFs家族成员积极参与了植物生长发育。BR介导的器官伸长中，AIF1可能是BR信号通路的一个ATBS1的负调节因子。利用35S启动子在atbs1-D bri1-301双突变体中和野生型植物中过表达AIF1，都导致了植株的矮化表型。在两种背景下，矮型表型的严重程度与p35S:AIF1的表达水平密切相关。另外，在RNAi介导的基因沉默中，p35S:AIF1i转基因植株虽然没有观察到明显的形态学变化，这可能是由于4个AIFs的功能冗余造成的，但在bri1-301中，通过qRT-PCR分析表明，AIF1基因的敲除部分抑制了bri1弱突变体。此外，也有一些研究表明AIFs也积极参与了胁迫相应。Covington等人进行的两项独立研究中，选择昼夜节律调节基因进一步筛选其启动子序列中是否存在CCA1结合位点EE(CBS)。这项分析确定了一系列的防御相关基因，这些基因可能是CCA1/LHY的直接靶标，并可能受到昼夜节律的调节，其中包括AIF1。AIF2通过其C末端与ICE1相互作用，形成AIF2-ICE1复合物从而上调CBFs的表达负调控暗触发的BR诱导的叶片衰老。前人研究RITF1(AIF2)直接与RAS1调控基因启动子中的元件结合，形成一种新的钙感应和信号通路：RSA1-RITF1复合物正调控一个位于质膜上的Na+/H+逆向转运蛋白SOS1的表达，这对基因调控和盐胁迫耐受性非常重要。

前期通过对陆地棉AIFs亚家族成员的全基因组鉴定及分析，共鉴定了16个GhAIFs。目前关于棉花中GhAIFs基因的功能探究尚不明确。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供GhAIF3基因在调控植物表型中的应用，以至少缓解现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的第二个目的在于提供一种调控植物表型的方法。

本发明提供了GhAIF3基因在调控植物表型中的应用，所述植物表型包括叶片表皮毛长度、植株高度、根长和果枝始节位置中的一种或多种；

所述GhAIF3基因具有如SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列。

进一步的，所述GhAIF3基因表达含有如SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列的蛋白。

进一步的，上调植物中GhAIF3基因的表达，以使植物叶片表皮毛长度变短、植株矮化和根长变短。