[發明專利]棉花GhMAX2b基因、其編碼蛋白及應用

有效

• 申請號: 201410088698.7
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103923888A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李學勇;趙琳琳;趙金鳳;劉偉娜;邢進
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N15/53;C12N15/82;C12N1/21;A01H5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體地說，涉及棉花GhMAX2b基因、其編碼蛋白及應用。

背景技術

棉花是世界上最主要的纖維作物之一，是紡織和精細化工等工業的原料。由于棉花具有果枝、營養枝和贅芽組成的復雜分枝模式和頂芽無限生長的習性，在生產上需要耗費大量勞動力進行打頂、打杈等整枝管理。對棉花分枝機制的研究有著極其重要的意義。

近年來對植物分枝發育的研究取得了很大進展，對分枝的發育機制進行了生理生化及基因組學等多方面的研究。在豌豆、擬南芥、矮牽牛、水稻、番茄和玉米中獲得很多與分枝發育相關的突變體。這些突變的基因有的促進側枝的形成，有的則抑制側枝的伸長。如Ls/LAS/MOC1和Blind/RAX1抑制葉腋處形成分生組織；MAX2/RMS4/D3﹑MAX3/RMS5/HTD1和MAX4/RMS1/DAD1控制腋芽向外生長。SPS/BUS﹑TB1等則與腋生分生組織的形成和生長有關。了解植物分枝機理不僅具有重要的理論意義，而且它還直接影響到農業生產。在生產中需要人工對棉花進行整枝、果樹進行修剪等。如能利用分子生物學方法控制植物的分枝，將會節約勞動成本，產生巨大的經濟效益。

調控已知基因的轉錄水平的蛋白稱為轉錄因子。通常轉錄因子通過序列特異DNA結合位點調控基因的表達。轉錄因子是轉錄起始過程中RNA聚合酶所需的輔助因子。真核生物基因在無轉錄因子時處于不表達狀態，RNA聚合酶自身無法啟動基因轉錄，只有當轉錄因子結合在其識別的DNA序列上后，基因才開始表達。植物的生長發育是有大量的轉錄因子，包括NAC、AP2、GRAS、YABBY、ARF和TCP等參與調控的過程。而調控植物分枝的轉錄因子主要有兩大類GRAS家族和TCP家族。

側枝的形成取決于腋芽的形成和生長，這一過程受植物本身激素和環境雙重作用調控。眾所周知，生長素和細胞分裂素在側枝的形成方面起著重要的調控作用。近年來，對一些分枝明顯增多的突變體的研究表明，存在一種新型的激素，能抑制側芽的形成。這些突變體包括豌豆的ramosus(rms)突變體，擬南芥的more?axillary?growth(max)突變體，矮牽牛的decreased?apical?dominance(dad)突變體，水稻的dwarf(d)突變體。雙突變體研究及對這些基因的克隆及分析等實驗結果表明，這種激素由類胡蘿卜素合成，向上運輸抑制側芽的形成。研究表明，MAX3﹑RMS5和HTD1/D17編碼CAROTENOID?CLEAVAGE?DIOXYGENASE7(CCD7)﹑MAX4﹑RMS1，D10和DAD1編碼CCD8。CCD7和CCD8可能具有催化類胡蘿卜素分解的功能，但目前對于它們的催化底物和催化功能的機理還不是十分清楚。MAX1是細胞色素P450的單氧酶，可能在更下游的生物合成過程中發揮作用。MAX2﹑RMS4和D3屬于F-box(LRR)家族同源基因，它們可能在泛素水解中起著重要的作用。

發明內容

本發明的目的是提供棉花GhMAX2b基因、其編碼蛋白及應用。

為了實現本發明目的，本發明的一種棉花GhMAX2b基因編碼的蛋白，其具有SEQ?ID?No.1所示的氨基酸序列或該序列經替換、缺失或添加一個或幾個氨基酸形成的具有同等功能（控制棉花分枝的功能）的氨基酸序列。

本發明還提供棉花GhMAX2b基因，其具有SEQ?ID?No.2所示的核苷酸序列。

本發明還提供含有棉花GhMAX2b基因的載體以及含有該載體的宿主細胞。

本發明還提供含有棉花GhMAX2b基因的轉化植物細胞。

本發明進一步提供棉花GhMAX2b基因在促進植物分枝發育中的應用，優選所述的植物為擬南芥、水稻、棉花等。

本發明首次提供棉花GhMAX2b基因（SEQ?ID?No.2）及其編碼的蛋白（SEQ?ID?No.1），通過轉化擬南芥max2突變體，發現棉花GhMAX2b基因可以使突變體恢復分枝的表型，因而GhMAX2b基因具有控制植物（擬南芥、棉花等）分枝的功能，有望對棉花各類分枝的形成進行調控進而對株型定向設計，以提高棉株生產力。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中棉花GhMAX2b同源基因編碼的氨基酸序列比較和進化分析結果。