[發明專利]調控陸地棉兩類主要莖桿表皮毛類型的等位基因及用于其鑒定的SSCP分子標記

有效

• 申請號: 201410016602.6
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103757030A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 戎均康;何沙娥;丁明全;李飛飛;周偉;曹躍芬
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12Q1/68
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及一種調控陸地棉兩類主要莖桿表皮毛類型的等位基因及用于其鑒定的SSCP分子標記。?

背景技術

纖維是棉花生產收獲的主要產品，是紡織工業的主要原料。纖維高產優質是棉花育種的最終目標。棉花纖維根據長度可分為短絨纖維（fuzzy?fiber,＜5mm）和皮棉纖維（lint?fiber）兩大類。短絨纖維不僅很短，而且緊緊貼附在種子的表面。皮棉纖維又可分為短纖維（<21mm）、中長纖維（28-32mm）和長纖維（>35mm）。棉花纖維是由種子表皮細胞向外突出延長而來，其生長發育可人為劃分為四個階段：即纖維的起始（開花至開花后5天）；纖維伸長與初生壁的形成（開花當天至開花后25天）；次生細胞壁的形成（開花后20-45天）和成熟（不同棉花品種所需時間不等，約40-50天）。研究發現一般只有約25-30%的棉花種子表皮細胞（約2萬個）能正常突起伸長，形成成熟的纖維。皮棉纖維細胞一般在開花前或開花當天就開始突起，而短絨纖維的突起要稍遲幾天。表皮細胞突起多少決定種子表面纖維數量，與棉纖維產量密切相關。棉纖維的伸長幾乎和突起同時進行，開花后5-25天是纖維細胞伸長最快的時期，也是各種生化反應最活躍的時期，這一時期主要決定纖維的長度，是影響纖維品質的關鍵時期。因此，探明棉花種子表皮細胞起始以及前期生長發育的分子基礎，對于在分子水平上調控棉纖維的產生和品質，最后達到提高棉花產量，改良纖維品質至關重要。?

目前已從棉花未成熟纖維及相關器官提取的mRNA中構建了幾十個cDNA文庫。通過對這些文庫的EST序列，以及胚珠與葉等營養器官表達差異的分析，已基本明確有成千上萬個基因與纖維的產生及生長發育有關。?

在對棉花纖維生長發育遺傳基礎的大量研究中，除了上述創建多個EST文庫外，還克隆了幾百個與棉花纖維生長發育有關的基因或cDNA，并利用分子生?物學和轉基因技術對這些基因/cDNA的功能開展了廣泛的研究，結果表明它們涉及許多不同代謝途徑，在棉花纖維生長發育的不同階段起作用。如涉及纖維及其他多糖的合成，基因轉錄，細胞分裂周期，乙烯代謝，細胞骨架形成與排列，離子轉運等。由此可見棉花纖維的產生和發育的遺傳基礎非常廣泛，機理復雜，使得研究比較困難。雖然已有很多有關棉纖維生長發育的理論研究，但對于棉纖維起始以及生長發育的分子機理知道的仍很有限，通過克隆優良基因，并用于棉花品種改良的更少。?

棉花種子纖維與莖葉上的表皮毛都是由表皮細胞向外突出伸長而來，基因組學和分子生物學等研究表明兩者的生長發育具有相同，或部分相同的遺傳基礎，關系密切。有關陸地棉表皮毛生長發育的研究比較多，通過遺傳分析和作圖已確定至少有五個基因位點（t1-t5）和一些修飾基因影響莖和葉片上表皮毛的密度和分布，但主要受6號染色體（Chr.06）著絲粒附近的T1基因調控(Lacape?et?al.,2005;Wan?et?al.,2007;Wright?et?al.,1999)。該基因不但控制陸地棉表皮毛的產生，還影響纖維的品質。研究表明莖上表皮毛濃密的棉花，其纖維都很粗短，如T586(Wan?et?al.,2007),陸地棉品系239-17/6和250-14/2等(Kloth?1995)。有關二倍體棉花表皮毛生長的研究相對較少，迄今只有一篇文章作了相關的報道(Desai?et?al.,2008)。該研究發現二倍體A組棉花光桿（無表皮毛）也主要是由位于第3連鎖群（LGA3）上的一個隱性基因控制。根據LGA3與Chr.06是同源染色體，以及二倍體A組棉花表皮毛主效基因與四倍體棉花表皮毛主效基因定位在同一區段推斷這兩個基因來自于同一祖先，是同源基因。該研究還發現光桿與光籽（無短絨和無皮棉纖維）共分離。我們近幾年的研究也證明光桿與光籽受同一基因控制。以上眾多研究表明，無論是四倍體還是二倍體棉花控制表皮毛生長的主效基因也顯著影響纖維的產生與發育，他們具有相同或相似的遺傳基礎。?