[發(fā)明專利]GhAIF3基因在調(diào)控植物表型中的應(yīng)用及調(diào)控植物表型的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110895187.6
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113846105B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王寒濤;李夢宇;喻樹迅;魏恒玲;馬亮;付小康;蘆建華;康萌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/06;A01H5/12;A01H6/20;A01H6/60
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張金銘

本發(fā)明提供了一種GhAIF3基因在調(diào)控植物表型中的應(yīng)用及調(diào)控植物表型的方法，涉及基因工程技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的發(fā)明人從前人對于AtAIFs功能以及與果枝始節(jié)位相關(guān)的主效QTL?qNFFB?D2?4的基礎(chǔ)上，從陸地棉中克隆出棉花GhAIF3基因，并發(fā)現(xiàn)過表達該基因的植株較野生型植株葉片表皮毛長度變短、植株矮化且根長變短，沉默該基因的植株較野生型植株果枝始節(jié)位置降低。本發(fā)明提供的GhAIF3基因為培育表皮毛長度、株高、根長和果枝始節(jié)位適宜的植物新品種提供的寶貴的基因資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種GhAIF3基因在調(diào)控植物表型中的應(yīng)用及調(diào)控植物表型的方法。

背景技術(shù)

棉花是全世界的重要經(jīng)濟作物和戰(zhàn)略物質(zhì)之一，在我國的國民經(jīng)濟體系中有著舉足輕重的作用。細胞的伸長在棉花的整個生長發(fā)育階段過程都發(fā)揮著不可忽視的作用，尤其調(diào)節(jié)細胞的伸長可有效調(diào)控棉花的株型，控制棉花主莖和果枝的節(jié)間長度，降低株高，縮短果枝。

堿性-螺旋-環(huán)-螺旋(Basic?helix-Loop-helix)轉(zhuǎn)錄因子家族廣泛存在于真核生物中，是最大的調(diào)控蛋白家族之一。此外，研究表明，bHLH轉(zhuǎn)錄因子在生物合成和信號傳導(dǎo)、植物生長發(fā)育、逆境生長(低溫、高鹽、干旱、缺鐵及缺磷等脅迫)等方面起著重要的作用。一些研究旨在根據(jù)序列同源性將成員數(shù)量龐大的bHLH家族劃分為更小的亞群。這些亞家族的成員通常具有相似或重疊的功能。根據(jù)Carretero-Paule等人和Buti等人綜述中所描述的bHLH亞組，主要包括的亞家族有：PIF、BEE、BIM、PAR、AIF和PRE亞家族。

研究表明AIFs家族成員積極參與了植物生長發(fā)育。BR介導(dǎo)的器官伸長中，AIF1可能是BR信號通路的一個ATBS1的負調(diào)節(jié)因子。利用35S啟動子在atbs1-D?bri1-301雙突變體中和野生型植物中過表達AIF1，都導(dǎo)致了植株的矮化表型。在兩種背景下，矮型表型的嚴重程度與p35S:AIF1的表達水平密切相關(guān)。另外，在RNAi介導(dǎo)的基因沉默中，p35S:AIF1i轉(zhuǎn)基因植株雖然沒有觀察到明顯的形態(tài)學(xué)變化，這可能是由于4個AIFs的功能冗余造成的，但在bri1-301中，通過qRT-PCR分析表明，AIF1基因的敲除部分抑制了bri1弱突變體。此外，也有一些研究表明AIFs也積極參與了脅迫相應(yīng)。Covington等人進行的兩項獨立研究中，選擇晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)基因進一步篩選其啟動子序列中是否存在CCA1結(jié)合位點EE(CBS)。這項分析確定了一系列的防御相關(guān)基因，這些基因可能是CCA1/LHY的直接靶標，并可能受到晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié)，其中包括AIF1。AIF2通過其C末端與ICE1相互作用，形成AIF2-ICE1復(fù)合物從而上調(diào)CBFs的表達負調(diào)控暗觸發(fā)的BR誘導(dǎo)的葉片衰老。前人研究RITF1(AIF2)直接與RAS1調(diào)控基因啟動子中的元件結(jié)合，形成一種新的鈣感應(yīng)和信號通路：RSA1-RITF1復(fù)合物正調(diào)控一個位于質(zhì)膜上的Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白SOS1的表達，這對基因調(diào)控和鹽脅迫耐受性非常重要。

前期通過對陸地棉AIFs亞家族成員的全基因組鑒定及分析，共鑒定了16個GhAIFs。目前關(guān)于棉花中GhAIFs基因的功能探究尚不明確。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供GhAIF3基因在調(diào)控植物表型中的應(yīng)用，以至少緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種調(diào)控植物表型的方法。

本發(fā)明提供了GhAIF3基因在調(diào)控植物表型中的應(yīng)用，所述植物表型包括葉片表皮毛長度、植株高度、根長和果枝始節(jié)位置中的一種或多種；

所述GhAIF3基因具有如SEQ?ID?NO.3所示的核苷酸序列。

進一步的，所述GhAIF3基因表達含有如SEQ?ID?NO.4所示的氨基酸序列的蛋白。

進一步的，上調(diào)植物中GhAIF3基因的表達，以使植物葉片表皮毛長度變短、植株矮化和根長變短。