[發明專利]GhCYP94C1基因在調控植物開花期中的應用

有效

• 申請號: 202110889040.6
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113583986B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 王寒濤;田苗苗;魏恒玲;馬亮;喻樹迅;蘆建華;付小康;康萌
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院棉花研究所
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N15/53;C12N15/84;A01H5/02;A01H5/10;A01H6/20;A01H6/60
• 代理公司: 焦作加貝專利代理事務所(普通合伙) 41182
• 代理人: 馮新志

本發明提供了一種GhCYP94C1基因在調控植物開花期中的應用，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO.3所示，編碼多肽的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.4所示，GhCYP94C1基因在提高促進植物開花中得以應用；本發明從熒光定量結果表明該GhCYP94C1基因與開花時間相關，從陸地棉中克隆出棉花CYP94C1基因，該基因構建過表達載體，浸花法轉化擬南芥，轉基因擬南芥提前萌發和開花。因此，轉基因擬南芥中開花相關基因的表達量極顯著高于非轉基因擬南芥，表明，GhCYP94C1正調控擬南芥的開花。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種GhCYP94C1基因在調控植物開花期中的應用。

背景技術

棉花是我國重要的經濟作物和紡織原料，對中國農業經濟的發展具有重要意義。我國糧棉爭地的矛盾突出，短季棉品種的選育和推廣，可以緩解糧棉爭地的矛盾，早熟性狀是培育短季棉需要攻克的重要關鍵之一，早花是棉花早熟性狀重要指標(喻樹迅等，2003)。

大量的研究表明，細胞色素P450在調節植物的生長發育、抗毒抗蟲以及非生物脅迫等方面起著重要的作用。

細胞色素P450(Cytochromes?P450)是一類與線粒體、內質網等細胞器膜聯結的含有亞鐵血紅素的蛋白質，是一個古老的基因超家族(Oprea?et?al.,1997)，在幾乎所有生物的基因組中都發現了P450基因(也稱為CYP)，隨著研究的發現其數量在植物中呈爆炸式的增長，植物中P450基因約占植物基因組總基因的1％(Mizutani?and?Ohta.,2010)。在擬南芥中，發現AtCYP94C1基因GUS染色結果顯示在花簇和幼苗染色最深，cyp94c1突變體與野生型擬南芥開花時間存在顯著差異說明該基因在與幼苗發育和花發育中起著重要作用(Bruckhoff?et?al.,2016)。水稻中CYP87A3在生長素通路中起著重要作用，CYP87A3是主要的植物生長素應答基因，可以調節水稻生長發育(Chaban?et?al.,2003)。水稻中細胞色素P450基因OsDWARF48調控水稻株高，OsDWARF48基因通過調控BR合成及信號轉導途徑能夠與GA和IAA協同作用促進水稻生長，使得株高變高(李臻等.,2018)。人類細胞色素P450基因CYP1A1、CYP2B6和CYP2C19轉進入水稻，轉基因水稻植物對除草劑表現出很高的耐受性(Kawahigashi?et?al.,2006)。擬南芥中CYP94B3基因促進擬南芥根部伸長(Koo?et?al.,2011)。P450家族基因在棉花研究主要集中在棉花抗病蟲害上。相關研究表明，海島棉P450家族中GbCYP86A1-1基因在黃萎病(Verticilliumdahliae)誘導下表達，顯著提高棉花抗性(Wang?et?al.,2020)。沉默GbCYP86A1-1導致對大麗芽孢桿菌的抗性嚴重受損，而在擬南芥中過表達GbCYP86A1-1則提高了抗性(Wang?et?al.,2020)。陸地棉中CYP749A16基因是抗TFS除草劑的關鍵基因，沉默CYP749A16(Gh_D10G1401)能使耐受性棉花品種Stoneville474產生敏感性(Thyssen?et?al.,2018)。在亞洲棉懸浮培養的酵母細胞中，黃萎病菌顯著誘導CYP706B1的表達，并且CYP706B1參與棉花催化棉酚生物合成的早期步驟，與棉花腺體發育及棉籽中調控棉酚含量有關(Luo?et?al.，2010)。以上研究表明P450家族的一些基因參與了植物生長發育調控的過程。

通過酵母實驗找到與GhWRKY27互作的基因GhCYP94C1，發現GhCYP94C1基因在早晚熟品種中表達量有明顯差異(Gu?et?al.,2019)。因此猜測該基因很有可能與棉花早熟早花相關，并對該基因進行克隆及其功能驗證。關于棉花中CYP94C1基因在調控開花方面的功能鮮有報道。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的首要目的是提供一種GhCYP94C1基因在調控植物開花期中的應用。