[發明專利]棉花GhPHOT1-1基因在光能高效利用方面的應用

有效

• 申請號: 201810095245.5
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108251449B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 張驍;趙翔;高歌;尚保栓;陶傳武;郭西寧;張飛
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

本發明屬于棉花基因工程應用技術領域，具體涉及棉花GhPHOT1?1基因在植物光能高效利用方面的新應用的專利申請。所述GhPHOT1?1基因與植株生長發育相關；GhPHOT1?1基因過表達后，轉基因植株葉片PSⅡ反應中心最大光能轉換效率Fv/Fm顯著提高，光適應條件下PSⅡ最大光化學效率Fv’/Fm’有所提高，即：GhPHOT1?1的過表達能夠提高轉基因植株光能利用效率。棉花GhPHOT1?1基因在具有保守藍光受體響應功能基礎上，同時與光合效率提升具有直接關聯性。基于這一發現，可以更好提高棉花對光的捕獲能力，使其能夠最大限度地利用光能，并進而利用分子育種的手段提高其產量，表現出較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于棉花基因工程應用技術領域，具體涉及棉花GhPHOT1-1基因在植物光能高效利用方面的新應用的專利申請。

背景技術

棉花是錦葵科（Malvaceae）棉屬（Gossypium）的一種植物，能夠為人們日常生活提供天然纖維、油料及蛋白質等可再生資源，是世界上最主要的經濟作物之一。

隨著我國人口增加，對棉花的需求也日益增加，而我國可耕地面積卻日益減少，如何在有限的耕地上提高棉花產量是關乎國計民生的重大問題。通過傳統遺傳育種手段，育種家培育了產量和品質都有所提高的棉花品種，但是要使本已很優良的品種進一步提高產量則存在困難。因此如何有效提高棉花單位面積產量上限是實現棉花穩產增產亟待解決的關鍵問題。

光合作用是決定作物產量的關鍵基礎。棉花是一種喜光喜溫的植物，然而目前我國大部分地區的棉花主栽品種光能利用率普遍較低,在提高其光合效率的多個環節上都有提高的潛力。

現有技術中，針對棉花中與光吸收利用相關的基因的克隆已有初步研究，例如高歌的《棉花GhPHOT1和GhPHOT2基因的克隆及功能鑒定》（河南大學，2015碩士論文）中，即對棉花GhPHOT1基因進行了初步克隆，但對于該基因的功能及其與GhPHOT2基因功能的區別尚缺乏詳細報道，因而仍有必要加以深入研究探討。

發明內容

本發明目的在于提供棉花GhPHOT1-1基因在植物光能高效利用方面的新應用，從而為高產棉花新品種的培育奠定基礎。

本申請的技術方案詳述如下。

棉花GhPHOT1-1基因在植物光能高效利用方面的新應用，所述GhPHOT1-1基因與植株生長發育相關；具體而言：GhPHOT1-1基因的過表達植株幼苗子葉明顯增大，能夠促進幼苗的生長發育，提供生物量積累，使植株生長健壯,。

進一步而言，所述GhPHOT1-1基因過表達后，轉基因植株葉片PSⅡ反應中心最大光能轉換效率Fv/Fm顯著提高，光適應條件下PSⅡ最大光化學效率Fv’/Fm’有所提高，換言之，GhPHOT1-1的過表達能夠提高轉基因植株光能利用效率；

另一方面，GhPHOT1-1過表達后，轉基因植株葉片的光化學淬滅系數qP顯著提高，利于進行光能捕獲及光合作用；而其非光化學淬滅系數NPQ顯著降低，反映其熱耗散程度較低，能夠將光能更多轉化為化學能用于進行光合作用；