[發明專利]棉纖維細胞次生壁發育相關的GhNAC1基因克隆鑒定

無效

• 申請號: 201110375620.X
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102399792A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 黃耿青;李學寶;李鵬;張杰;李雯
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國;伍見

技術領域：

本發明涉及棉花基因。具體是一個棉纖維細胞次生壁特異表達的NAC轉錄因子(NAC?transcription?factor)基因GhNAC1的克隆與功能鑒定。

背景技術：

棉花是我國重要的經濟作物，與我國2億農民的收入和近1900萬紡織工人的就業息息相關。隨著紡織工業快速發展和人民生活水平不斷提高，紡織工業及其相關產業對棉纖維品質的要求愈來愈高。我國皮棉總產世界第一，單產也居五大產棉國首位，但我國棉花纖維品質差，不能用作一些高附加值高質量紡織產品的生產原料。因此，我國每年需進口優質皮棉100多萬噸，造成國產原棉積壓。纖維品質問題已成為制約我國棉花產業可持續發展的主要障礙之一。

棉花遺傳改良的最終目標是提高棉花纖維的產量和品質。棉纖維的產量和品質不僅受環境因素的影響，而且受相關基因特別是纖維特異表達基因的調控。目前，國內外除了利用常規育種手段外，還逐步運用遺傳工程對棉纖維品質進行遺傳改良。將優良的農藝性狀，特別是纖維品質相關的優良性狀引入棉花主栽品種，不僅可提高棉花產量和纖維品質，降低生產成本，而且可減輕對環境的不利影響。而該工作的開展首先依賴于對棉纖維發育相關基因及其調控元件的識別與分離。通過克隆纖維強度、細度和長度等關鍵功能基因和核心調控元件，分析纖維發育相關基因間的互作、基因的表達調控及表達產物的生物學功能，闡明纖維發育的分子機制，揭示棉纖維品質性狀形成的遺傳基礎，為高效改良纖維品質提供理論依據和基因元件。高特異性功能基因的克隆與鑒定是棉纖維品質改良和分子育種的重要內容。據報道，美國、日本、澳大利亞和以色列等國家都已有大量的棉纖維發育基因的專利。

植物NAC(取NAM，ATAF1/2和CUC三個含有NAC結構域蛋白的首字母而命名)轉錄因子是近十年來新發現的植物特有的轉錄調控因子。該類轉錄因子作為植物基因組中最大的轉錄因子基因家族之一，迄今為止，已經在很多被子植物、蕨類和苔蘚等物種中相繼發現。其中，在擬南芥中共發現了105個NAC成員，水稻中發現了140多個成員。

在NAC轉錄因子中，最主要的結構特點是各成員的N端含有高度保守的NAC結構域，該區域為DNA和蛋白結合域。在NAC保守結構域中包含5個亞結構域(A、B、C、D、E)，其中亞結構域A、C、D高度保守，說明其對NAC功能具有重要作用。NAC轉錄因子的C-端序列為轉錄激活功能區，該區的氨基酸序列高度多樣性，共有特點是一些氨基酸如絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、谷氨酸重復出現的頻率高。