[發明專利]一個棉花籽指性狀關聯的基因及應用

在審

• 申請號: 202211626158.0
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115820671A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 關雪瑩;趙涌妍;趙汀;汪露瑤
• 申請（專利權）人: 海南浙江大學研究院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N15/11;C07K14/415;C12Q1/6895
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一個棉花籽指性狀關聯的基因及應用，棉花籽指性狀關聯的基因為富含甘氨酸蛋白基因GhGRDP1，在四倍體陸地棉TM?1中的cDNA序列為：SEQ ID NO.1，基因組序列為：SEQ ID NO.2；基因GhGRDP1受鄰近SNP位點調控，該SNP位點堿基從A變為G；突變后的基因型籽指顯著高于野生型。該基因在高效鑒定高籽指陸地棉品種、改良棉花籽指性狀和培育棉花高產新品種中具有重要的研究價值和應用前景。

技術領域

本發明屬于生物技術應用領域，涉及一個棉花籽指性狀關聯的基因及應用。

背景技術

棉花(Gossypium spp.)是世界上最重要的經濟作物之一，不僅為紡織行業提供了大量的原材料，也是重要的食用油和蛋白來源。高產、優質始終是棉花育種的焦點。隨著棉花種植面積減少和水資源減少，繼續提高棉花單產和經濟效益，進一步提高棉花的生產潛力是棉花育種工作者的重要任務。產量及其構成因素是復雜的數量性狀，棉花籽指表示的是100粒正常成熟棉籽的重量，是棉花產量的重要指標之一。挖掘棉花品種資源中高產的優良基因對選育高產棉花品種具有重要的意義。

基因表達數量位點(Expression quantitative trait loci(eQTLs)是將基因的轉錄水平和基因組變異進行關聯的常用方法，進而借助共定位分析，找到引起表型變異的基因。遺傳變異可以通過引起基因表達變異進而引起表型的變異。因此eQTL是全基因組關聯研究(GWAS:Genome-wide association studies)的重要補充。如油菜種子含油量基因BnPMT6s、棉花中熱應答基因GhHRK1，玉米中鑒定到含油量的基因FADD、GLTP1和GPI，均是通過上述方法鑒定的。因此，通過整合GWAS和eQTL共定位獲得性狀關聯的基因，實現數據的降維篩選，可以有效定位到因果基因。

富含甘氨酸結構域蛋白(Glycine-rich domain protein,GRDP)家族是2014年在擬南芥中被報道的新基因家族，主要特征是存在一個短的富含甘氨酸的結構域、一個功能未知的結構域(DUF1399)和一個潛在的RNA結合域。擬南芥中AtGRDP1和AtGRDP2與種子發育有關：AtGRDP1受非生物脅迫誘導和ABA處理誘導，并且AtGRDP1表達的改變將影響擬南芥的角果和種子的發育，通過分析擬南芥Atgrdp1突變體和35S::AtGRDP1過表達系產生的果實的表型，發現角果長度、種子數量、種子重量和形態都發生了重要的變化；還有研究表明，AtGRDP2在生長素介導的雌配子體發育中起著重要作用，過表達AtGRDP1使雌配子體發育不正常從而導致擬南芥敗育；研究中還發現過表達AtGRDP1產生和AtGRDP2類似的表型，AtGRDP1和AtGRDP2在胚珠發育的調節中存在功能冗余。富含甘氨酸結構域蛋白(GRDPs)在其他植物中也有報道，如水稻，桉樹。

發明內容

本發明的目的是提供一個與棉花籽指性狀相關聯的基因GhGRDP1，屬于富含甘氨酸結構域蛋白(Glycine-rich domain protein,GRDP)家族。全基因組關聯分析和eQTL共定位分析表明該基因表達影響棉花籽指產量，而GhGRDP1表達可以由SNP上鄰近GhGRDP1A02染色體104023656bp的核苷酸序列進行鑒定。

本發明的另一目的是提供該基因的應用。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

棉花籽指性狀相關聯的基因GhGRDP1，在所述的棉花籽指性狀相關聯的基因GhGRDP1在四倍體陸地棉TM-1中的cDNA序列為：SEQ ID NO.1，基因組序列為：SEQ ID NO.2；該基因表達由SNP(A02:104023656)控制，在基因組序列的chrA02 104023656位置上，該SNP位點堿基從A變為G，突變后基因表達量上升，基因型的產量上升。

本發明所述的富含甘氨酸蛋白基因GhGRDP1在鑒定高產量陸地棉品種中的應用。