專利名稱：一種改良棉花的棉酚性狀的方法及應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于植物生物工程和植物改良基因工程領(lǐng)域；具體地說，本發(fā)明涉及特異降低棉花種子(棉籽)中的棉酚含量，而不影響棉花植株其他組織中的棉酚的方法和材料， 以及由該方法獲得的轉(zhuǎn)基因棉花植物。
背景技術(shù)：
棉酚是一種倍半萜醛衍生物，大量積累在棉株地上部分的腺體和根的表皮細胞里，且在棉籽中也有大量的積累。其作為棉花的一種植保素，在抗病抗蟲反應中起重要作用。棉酚是一類具有普遍毒性的多酚類化合物，是一種危害細胞、血管及神經(jīng)的有毒物質(zhì)， 嚴重影響棉子油和棉子餅的食用和飼料用價值。棉花是集糧、棉、油、飼、藥于一身的多用途作物，棉花生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是棉纖維 (皮棉)，約占籽棉重量的40%，軋花后留下的棉籽是棉花生產(chǎn)的主要副產(chǎn)品，每生產(chǎn)100公斤皮棉，就有約近200公斤棉籽產(chǎn)出。我國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國，同時也是世界上最大的棉籽生產(chǎn)大國。棉籽餅粕是棉籽榨油后的主要副產(chǎn)品，其蛋白的含量約占33. 21% 45. 09%，富含硫胺素，磷含量在1. 0%以上，鈣則低于0. 03%，是一種營養(yǎng)豐富的植物性蛋白；棉籽油脂含量高達18% 20%，是一種亞油酸含量極高的高級保健油；有效和合理利用棉仁，能大大提高人們的飲食質(zhì)量和身體健康狀況，而且棉籽的擴大利用和開發(fā)可以成為棉花生產(chǎn)增收的一項主要來源。但由于棉籽中含有較高含量的棉酚，這一寶貴資源至今未得到充分利用。根據(jù)棉酚的毒理與毒性效應，聯(lián)合國糧農(nóng)組織蛋白質(zhì)機構(gòu)規(guī)定脫毒棉籽餅粕中的棉酚含量小于0.065% ；世界衛(wèi)生組織規(guī)定棉酚含量小于0.04%。在陸地棉棉籽中，一般游離棉酚占干仁重的0.85%左右，結(jié)合棉酚占0. 15%左右。我國曾引進和培育了若干個低棉酚含量的棉花品種，但受到種植區(qū)域的影響和病蟲害抗性低等原因不能大面積推廣，因此我國目前主要種植的還是傳統(tǒng)的有腺體棉花品種。棉籽榨油后，棉籽餅粕及棉仁粉的利用大多還只局限于用作反芻動物的粗飼料或有機肥料肥田，個別貧困地區(qū)的人們甚至還在危險食用。隨著人們生活水平的提高和大量棉籽沒有充分利用造成極大的浪費，高產(chǎn)和副產(chǎn)品利用的不協(xié)調(diào)等生產(chǎn)問題，制約了我國棉花生產(chǎn)的進一步發(fā)展。培育高產(chǎn)低酚棉花新品種是解決上述問題經(jīng)濟有效的途徑。綜上所述，為了在不影響棉花植株抗蟲抗病能力的前提下，降低棉籽棉酚含量，提高棉籽的綜合利用價值，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)種子低酚、植株棉酚正常的轉(zhuǎn)基因棉花新品種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的特異抑制棉花種子中棉酚合成途徑、降低棉籽棉酚含量而不影響植株其他部分棉酚含量的方法。本發(fā)明的目的還在于提供所述轉(zhuǎn)基因棉花材料的應用。在本發(fā)明的第一方面，提供一種降低棉籽(棉花種子)中棉酚含量的方法，所述方法包括在棉籽內(nèi)特異性下調(diào)杜松烯-8-羥化酶基因CYP706B1(LP13》的表達，從而降低棉花種子中的棉酚含量。較佳地，不改變棉花其它組織的棉酚合成。在一個優(yōu)選例中，所述方法包括(1)提供一構(gòu)建物，所述構(gòu)建物依次含有以下結(jié)構(gòu)(5’ 一 3’ )種子(如棉籽)特
異性啟動子；Seq正向-X-Seq反向；其中，Seq1^1為在導入棉花后形成特異性干擾(下調(diào))杜松烯-8-羥化酶基因 CYP706B 1表達的分子的核苷酸序列，Seqfi^1為與Seq1^1基本上互補的核苷酸序列；X為位于^q1自和自之間的間隔序列，并且所述間隔序列與Seq1^1* Seqfi^1不互補；(2)將所述構(gòu)建物轉(zhuǎn)入棉花的細胞、組織、器官或種子，從而降低棉籽中的棉酚含量。在另一優(yōu)選例中，所述的種子特異性啟動子是來源于雙子葉植物的種子特異性啟動子。在另一優(yōu)選例中，所述的種子特異性啟動子是棉籽特異性啟動子。在另一優(yōu)選例中，所述的種子特異性啟動子是球蛋白α globulin B的啟動子 (ProGlobulin)。在另一優(yōu)選例中，所述的種子特異性啟動子的核苷酸序列如SEQ ID NO 3所示。在另一優(yōu)選例中，所述的在導入棉花后形成特異性干擾杜松烯-8-羥化酶基因 CYP706B 1表達的分子的核苷酸序列如SEQ ID NO :1所示。在另一優(yōu)選例中，所述的X的序列如SEQ ID NO 2所示。在另一優(yōu)選例中，所述的構(gòu)建物是表達載體。在另一優(yōu)選例中，所述的啟動子與kq正自-X-Seqfi^1之間是操作性相連的。一般地， 兩者的間隔 O-IOOObp ；較佳地 0-500bp ；更佳地 0_200bp ；如 IObp, 50bp, IOObp0在另一優(yōu)選例中，所述Mq1^1-X-Seq&@結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)入植物細胞后，形成以下二級結(jié)
構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種降低棉花的棉籽中棉酚含量的方法，其特征在于，所述方法包括在棉籽內(nèi)特異性下調(diào)杜松烯-8-羥化酶基因CYP706B1的表達，從而降低棉籽中的棉酚含量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括(1)提供一構(gòu)建物，所述構(gòu)建物依次含有以下結(jié)構(gòu)(5’一3’)種子特異性啟動子；Seq正向_X_Seq反向；其中，為在導入棉花后形成特異性干擾杜松烯-8-羥化酶基因CYP706B1表達的分子的核苷酸序列，為與Mq1^1基本上互補的核苷酸序列；X為位于和之間的間隔序列，并且所述間隔序列與Mq1^1和不互補；(2)將所述構(gòu)建物轉(zhuǎn)入棉花的細胞、組織、器官或種子，從而降低棉籽中的棉酚含量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的種子特異性啟動子是球蛋白 α globulin B的啟動子。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的種子特異性啟動子的核苷酸序列如 SEQ ID NO 3 所示。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的在導入棉花后形成特異性干擾杜松烯-8-羥化酶基因CYP706B1表達的分子的核苷酸序列如SEQ IDNO 1所示。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(2)包括(a)將所述的構(gòu)建物轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌，獲得攜帶所述構(gòu)建物的農(nóng)桿菌；和(b)將棉花細胞或組織或器官與步驟(a)中的攜帶所述構(gòu)建物的農(nóng)桿菌接觸，從而使所述的構(gòu)建物轉(zhuǎn)入棉花細胞或組織或器官。
7.一種分離的多核苷酸，其特征在于，所述多核苷酸的核苷酸序列如SEQID N0:1所7J\ ο
8.權(quán)利要求7的多核苷酸的用途，用于降低棉籽中的棉酚含量。
9.一種構(gòu)建物，其特征在于，所述構(gòu)建物依次含有以下結(jié)構(gòu)(5’一 3’)種子特異性啟；Seq 正向 _X_Seq 反向 _ ；其中，為在導入棉花后形成特異性干擾杜松烯-8-羥化酶基因CYP706B1表達的分子的核苷酸序列，為與Mq1^1基本上互補的核苷酸序列；X為位于和之間的間隔序列，并且所述間隔序列與Mq1^1和不互補。
10.如權(quán)利要求9所述的構(gòu)建物，其特征在于，所述的在導入棉花后形成特異性干擾杜松烯-8-羥化酶基因CYP706B1表達的分子的核苷酸序列如SEQID NO 1所示；或所述的種子特異性啟動子是球蛋白α globulin B的啟動子。
11.權(quán)利要求9或10所述的構(gòu)建物的用途，用于降低棉籽中的棉酚含量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改良棉花的棉酚性狀的方法及應用。通過在棉籽內(nèi)特異性下調(diào)杜松烯-8-羥化酶基因CYP706B1的表達，可有效地抑制棉籽中的棉酚合成且不改變棉花其它組織的棉酚合成。本發(fā)明的方法改良了棉花植株中的棉酚性狀，大大提高了棉花的綜合利用價值。
文檔編號C12N15/113GK102242118SQ20101017557
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者楊長青, 林芝萍, 武秀明, 毛穎波, 王凌健, 陳曉亞, 駱萍 申請人:中國科學院上海生命科學研究院