[發(fā)明專利]陸地棉纖維強(qiáng)度基因GhUBX及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910871799.4
• 申請(qǐng)日: 2019-09-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110551734B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)煺?/a>;臧毅浩;胡艷;王洋坤;寧志怨;方磊;朱協(xié)飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué);浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/82;A01H5/02;A01H6/60
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

本發(fā)明公開(kāi)了陸地棉纖維強(qiáng)度基因GhUBX及其應(yīng)用。來(lái)自四倍體陸地棉纖維強(qiáng)度基因GhUBX，四倍體陸地棉Prema中該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，在四倍體陸地棉86?1中該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。本發(fā)明所克隆的基因與棉纖維的品質(zhì)有著直接的聯(lián)系。構(gòu)建的植物反義表達(dá)載體和超表達(dá)載體對(duì)陸地棉W0進(jìn)行轉(zhuǎn)基因研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)UBX蛋白含量增多會(huì)導(dǎo)致纖維螺旋增強(qiáng)，降低會(huì)導(dǎo)致纖維的螺旋減弱。本發(fā)明所述的超表達(dá)載體可在增加棉花纖維螺旋程度，提高棉花纖維強(qiáng)度中應(yīng)用。本發(fā)明所述的反義表達(dá)載體可在增厚棉花纖維次生壁，提高棉花纖維強(qiáng)度中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陸地棉纖維強(qiáng)度基因(GhUBX)，該基因是從陸地棉Prema中獲得的基因序列，屬于生物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

棉花(Gossypium)是重要的經(jīng)濟(jì)作物，在世界范圍廣泛種植，而棉纖維作為天然纖維，是紡織工業(yè)的重要原料。雖然棉纖維的不同用途，所要求培育的品種不同，但是纖維品質(zhì)卻是唯一不變的重要選擇條件。棉纖維的衡量標(biāo)準(zhǔn)主要包括：纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、馬克隆值等，其中棉纖維的斷裂比強(qiáng)度是評(píng)估棉纖維品質(zhì)的重要指標(biāo)，同時(shí)是也是決定棉纖維是否可加工的主要條件。因此分離鑒定與纖維強(qiáng)度相關(guān)的基因，系統(tǒng)的闡明決定纖維強(qiáng)度的細(xì)胞發(fā)育調(diào)控分子機(jī)理，對(duì)于充分利用棉花自身基因資源改良纖維品質(zhì)有種要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義 (張?zhí)煺妫?000；郭旺珍等，2003；張輝等，2007；上官小霞等，2008；賴童飛等，2008)。

纖維強(qiáng)度的定義為單束纖維的斷裂負(fù)荷除以單束纖維的橫截面積，即單位纖維橫截面積能夠承受的最強(qiáng)力，是衡量棉纖維相對(duì)引力的標(biāo)準(zhǔn)。纖維強(qiáng)度好的纖維材料織出的布牢固耐用，因此隨著紡織技術(shù)的革新，對(duì)棉纖維品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，尤其對(duì)棉纖維的強(qiáng)度更是要求嚴(yán)苛。因此，如何提高棉纖維的強(qiáng)度成為目前育種工作的主要目標(biāo)。前人的研究顯示，纖維強(qiáng)度有不同的表示方法，而影響不同的因素也不一樣。零隔距比強(qiáng)度主要受到棉纖維形態(tài)的影響，主要取決于纖維素含量和纖維聚合度以及纖維超分子結(jié)構(gòu)，三個(gè)因素的共同影響。而3.2mm 隔距比強(qiáng)度取決于零隔距比強(qiáng)度與棉纖維的反向螺旋數(shù)。3.2mm隔距比強(qiáng)度與纖維細(xì)度共同決定了單纖維強(qiáng)力(姚穆等，1998；劉繼華，1989)。由此可見(jiàn)，纖維斷裂比強(qiáng)度主要是由超分子結(jié)構(gòu)和纖維素的沉積決定的。

UBX蛋白作為細(xì)胞內(nèi)泛素化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，普遍存在于真核生物體內(nèi)。真核生物細(xì)胞內(nèi)的泛素化修飾涉及泛素激活酶E1、泛素結(jié)合酶E2和泛素連接酶E3的一系列反應(yīng)。首先在ATP供能的情況下，酶E1粘附在泛素分子尾部的Cys殘基上激活泛素，接著E1將激活的泛素分子轉(zhuǎn)移到E2 酶上，隨后E2酶和一些種類不同的E3酶共同識(shí)別靶蛋白，對(duì)其進(jìn)行泛素化修飾。根據(jù)E3與靶蛋白的相對(duì)比例可以將靶蛋白單泛素化修飾和多聚泛素化修飾。

E1、E2、E3對(duì)底物的泛素化可形成幾種不同的泛素化底物。有的底物蛋白只能被單泛素化，如H2B；有的底物蛋白有多個(gè)賴氨酸殘基，在合適條件下會(huì)被多位點(diǎn)單泛素化；還有一些蛋白在單個(gè)賴氨酸位點(diǎn)會(huì)形成多聚泛素鏈，這種多聚泛素鏈可以根據(jù)連接泛素鏈的賴氨酸位點(diǎn)的不同可以分為單一、混合以及樹(shù)枝狀的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種棉花的UBX-Domain Containing10基因(GhUBX)序列，及其在陸地棉86-1、Prema以及雷蒙德氏棉中的基因組序列；設(shè)計(jì)出一對(duì)GhUBX的特異性引物檢測(cè)其在陸地棉Prema、86-1中的時(shí)空表達(dá)情況；并以此基因?yàn)榘谢颍ㄟ^(guò)基因工程的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證，以便用于培育新種質(zhì)系并在生產(chǎn)上應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):

來(lái)自四倍體陸地棉纖維強(qiáng)度基因GhUBX，其特征在于四倍體陸地棉(G.hirsutum)Prema 中該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，在四倍體陸地棉(G.hirsutum)86-1中該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。