[發明專利]GhAIF3基因在調控植物表型中的應用及調控植物表型的方法

有效

• 申請號: 202110895187.6
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113846105B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）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）人: 中國農業科學院棉花研究所
• 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所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張金銘

本發明提供了一種GhAIF3基因在調控植物表型中的應用及調控植物表型的方法，涉及基因工程技術領域，本發明的發明人從前人對于AtAIFs功能以及與果枝始節位相關的主效QTL?qNFFB?D2?4的基礎上，從陸地棉中克隆出棉花GhAIF3基因，并發現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位置降低。本發明提供的GhAIF3基因為培育表皮毛長度、株高、根長和果枝始節位適宜的植物新品種提供的寶貴的基因資源。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，尤其是涉及一種GhAIF3基因在調控植物表型中的應用及調控植物表型的方法。

背景技術

棉花是全世界的重要經濟作物和戰略物質之一，在我國的國民經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育階段過程都發揮著不可忽視的作用，尤其調節細胞的伸長可有效調控棉花的株型，控制棉花主莖和果枝的節間長度，降低株高，縮短果枝。

堿性-螺旋-環-螺旋(Basic?helix-Loop-helix)轉錄因子家族廣泛存在于真核生物中，是最大的調控蛋白家族之一。此外，研究表明，bHLH轉錄因子在生物合成和信號傳導、植物生長發育、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。一些研究旨在根據序列同源性將成員數量龐大的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育。BR介導的器官伸長中，AIF1可能是BR信號通路的一個ATBS1的負調節因子。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。另外，在RNAi介導的基因沉默中，p35S:AIF1i轉基因植株雖然沒有觀察到明顯的形態學變化，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。Covington等人進行的兩項獨立研究中，選擇晝夜節律調節基因進一步篩選其啟動子序列中是否存在CCA1結合位點EE(CBS)。這項分析確定了一系列的防御相關基因，這些基因可能是CCA1/LHY的直接靶標，并可能受到晝夜節律的調節，其中包括AIF1。AIF2通過其C末端與ICE1相互作用，形成AIF2-ICE1復合物從而上調CBFs的表達負調控暗觸發的BR誘導的葉片衰老。前人研究RITF1(AIF2)直接與RAS1調控基因啟動子中的元件結合，形成一種新的鈣感應和信號通路：RSA1-RITF1復合物正調控一個位于質膜上的Na+/H+逆向轉運蛋白SOS1的表達，這對基因調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，特提出本發明。

發明內容

本發明的主要目的在于提供GhAIF3基因在調控植物表型中的應用，以至少緩解現有技術中存在的技術問題之一。

本發明的第二個目的在于提供一種調控植物表型的方法。

本發明提供了GhAIF3基因在調控植物表型中的應用，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。