[發明專利]一種棉花長纖維高表達基因GhLFHE2及其編碼的蛋白質和應用

有效

• 申請號: 201811058134.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109022454B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 羅明;牛琪;徐夢貝;李芳;鎖曉棟;肖月華;裴炎
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;C12N15/11;A01H5/00;A01H6/60
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種GhLFHE2基因及其編碼的蛋白質和應用，屬于植物基因工程技術領域。所述GhLFHE2的cDNA核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本發明將所述棉花長纖維高表達基因GhLFHE2構建植物表達載體，將所述植物表達載體轉化宿主，進一步轉化棉花，獲得轉基因棉花。實驗證明：本發明提供的棉花長纖維高表達基因GhLFHE2具有促進棉花纖維伸長的作用，能用于提高纖維品質和棉花產量。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種棉花長纖維高表達基因GhLFHE2及其編碼的蛋白質和應用。

背景技術

棉花是世界上主要的纖維作物之一。棉花纖維細胞是棉花胚珠外珠被表皮細胞經分化突起和極性伸長而成的單細胞。其生長發育過程分為四個既明顯區分又有所重疊的時期：纖維細胞起始期、纖維細胞伸長期、次生壁增厚期和脫水成熟期。每個時期都有各自的特點，但相鄰發育時期又有所重疊。纖維發育的每個時期對纖維的產量和/或品質都有影響，纖維的分化起始決定了單粒胚珠中纖維的數量，纖維細胞伸長速率和持續時間主要決定了纖維的長度，同時也影響纖維產量。次生壁沉積的方式和持續時間主要決定了成熟纖維的強度和次生壁厚度。纖維伸長期是(初生壁合成期)從開花當天開始，可以持續到開花后25天(25DPA)，主要進行細胞極性伸長和初生細胞壁的合成，這時期的纖維伸長速率和持續時間決定纖維的最終長度，陸地棉纖維長徑比可達1000～3000。但迄今為止，我們對調控纖維伸長的有效基因仍知之甚少。

棉花ligon lintless-1(li-1)突變體是棉花栽培種TM-1的一個自然突變體，該突變體具有極短的纖維，而纖維細胞的分化和起始與野生型沒有明顯差異，因此li-1突變體是研究纖維細胞伸長的良好材料。利用2-DE和本地化EST數據庫支持的MS/MS技術，zhao等人在li-1和TM-1的12DPA纖維細胞中發現81個差異表達的蛋白質，而在6DPA纖維中沒有發現明顯的差異表達蛋白(Zhao PM,Wang LL,Han LB,Wang J,Yao Y,Wang HY,Du XM,LuoYM,Xia GX(2010)Proteomic identification of differentially expressed proteinsin the Ligon lintless mutant of upland cotton(Gossypium hirsutum L.).J.Proteome Res 9:1076-1087)。但是2-DE技術難以檢測低豐度蛋白質，因此可能漏檢對纖維伸長有重要調控作用的蛋白。Liu等人通過轉錄組分析證實，有577個轉錄本在6DPA的li-1和TM-1纖維中差異表達，而在0DPA胚珠和3DPA纖維中僅有少許基因的差異表達(LiuK,Sun J,Yao LY,Yuan YL(2012)Transcriptome analysis reveals critical genes andkey pathways for early cotton fiber elongation in Ligon lintless-1mutant.Genomics 100:42-50)。這些結果說明突變體的纖維變短的確與纖維伸長期相關基因的表達變化有密切關系。

鞘脂(sphingolipids)是含有長鏈鞘樣堿基骨架的一類結構復雜的脂類分子，它廣泛存在于真核生物中。動物、植物和真菌細胞中約有300～400個不同種類的鞘脂分子(Hannun and Luberto,2000)。鞘脂不僅是生物膜結構的重要成分，也是重要的生物活性分子。鞘脂是生物膜上脂筏的主要組成成分，而脂筏是生物膜的重要部位和性質調控中心。不同種類的鞘脂存在于不同組織中，甚至是同一組織的不同細胞類型中。哺乳動物中主要是鞘磷脂以及中性和酸性的糖脂(Lester andDickson,1993)，真菌和植物組織中主要是葡萄糖神經酰胺(Sakaki etal.,2001；Lynch and Dunn,2004)。