本發(fā)明屬于基因工程，具體涉及一種調(diào)控植物纖維長度的基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、棉花是世界上重要的經(jīng)濟作物和天然纖維材料，棉花的生產(chǎn)和應(yīng)用在國民經(jīng)濟中占有重要地位。紡織過程中，纖維長度越長，生產(chǎn)的紗強度越大，越細，纖維的斷裂比強度越高時，能提高成紗的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

2、棉纖維的品質(zhì)主要包括纖維長度、強度、細度、成熟度、絮色、黃度、雜質(zhì)含量等多個外在及內(nèi)在品質(zhì)指標，當前在棉花育種領(lǐng)域中最重要的纖維品質(zhì)指標是纖維長度、強度和馬克隆值。棉纖維長度指標是衡量纖維性能的重要指標，與纖維的可紡性、工藝參數(shù)設(shè)定、成紗質(zhì)量有密切關(guān)系。纖維長度是指纖維伸直后的長度。按長度來分，棉花分為長絨棉和細絨棉，細絨棉的長度一般在25-33mm，長絨棉的長度在33mm以上。長絨棉是纖維長度長、色澤好、細度細、彈性強的高品質(zhì)的棉種，適合于紡高支紗。因而，把廣泛種植的細絨棉改良有長絨棉優(yōu)異纖維性狀具有重要的應(yīng)用價值。棉花纖維是由胚珠外表皮分化而成的高度伸長和增厚的單細胞毛狀突起，棉纖維的發(fā)育可以分為四個獨特和重疊的階段，包括：起始期、伸長期、次生細胞壁增厚期和脫水成熟期。5-15dpa為棉纖維快速伸長時期，期間有大量調(diào)控纖維伸長的基因參與多種代謝，如次生代謝等。纖維細胞以極性膨脹的方式快速伸長，直到最終形成長度超過2.5cm的最長植物細胞之一。

3、目前我國主要種植的是細絨棉，細絨棉產(chǎn)量占我國棉花總產(chǎn)量的95％以上。但高品質(zhì)、尤其是長纖維的棉花品種仍然相對較少，難以滿足人們的需求。因此，亟需通過新的技術(shù)和方法來挖掘具有優(yōu)異品質(zhì)的棉花種質(zhì)資源，而通過調(diào)控棉纖維伸長關(guān)鍵基因來改良棉花現(xiàn)有品種，能快速獲得新的優(yōu)質(zhì)棉纖維遺傳種質(zhì)，可為培育長纖維棉花新種提供新的策略。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于提供ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，所述ghagh3基因包括：ghagh3a、ghagh3h；所述ghagh3a的核苷酸序列如seq?id?no.1所示，所述ghagh3h的核苷酸序列如seqid?no.2所示。

4、進一步地，所述ghagh3a基因編碼蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.3所示，所述ghagh3h基因編碼蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.4所示。

5、進一步地，通過基因沉默、敲除或超表達ghagh3基因，獲得纖維長度可調(diào)的植物。

6、進一步地，所述ghagh3基因與植物纖維伸長正相關(guān)；即：基因沉默或敲除后，植物纖維長度較野生型短，基因超表達后，植物纖維長度較野生型長。

7、進一步地，通過超表達ghagh3a和/或ghagh3h，增長植物纖維長度。

8、進一步地，通過沉默或敲除ghagh3a和ghagh3h，減小植物纖維長度。

9、進一步地，所述植物為棉花或擬南芥。

10、本發(fā)明的第二目的在于提供一種調(diào)控植物纖維長度的植物培育方法。

11、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

12、一種調(diào)控植物纖維長度的植物培育方法，所述方法為(1)或(2)：

13、(1)通過超表達ghagh3a和/或ghagh3h基因，增長植物纖維長度；

14、(2)通過沉默或敲除ghagh3a和ghagh3h基因，減小植物纖維長度；

15、進一步地，所述ghagh3a的核苷酸序列如seq?id?no.1所示，所述ghagh3h的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

16、進一步地，所述植物為棉花或擬南芥。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要在于：

18、本發(fā)明提供了一種調(diào)控植物纖維長度的基因及其應(yīng)用，通過結(jié)合基因沉默、異源表達、crispr/cas9、超表達技術(shù)，證明了ghagh3a和ghagh3h與植物纖維伸長呈正相關(guān)，特別是對于棉花纖維的伸長具有關(guān)鍵作用，為培育長纖維新棉花品種培育奠定良好的基因遺傳資源基礎(chǔ)。

技術(shù)特征：

1.ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，其特征在于，所述ghagh3基因包括：ghagh3a、ghagh3h；所述ghagh3a的核苷酸序列如seq?id?no.1所示，所述ghagh3h的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

2.如權(quán)利要求1所述ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，其特征在于，所述ghagh3a基因編碼蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.3所示，所述ghagh3h基因編碼蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.4所示。

3.如權(quán)利要求1所述ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，其特征在于，通過沉默、敲除或超表達ghagh3基因，獲得纖維長度可調(diào)的植物。

4.如權(quán)利要求1所述ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，其特征在于，所述ghagh3基因與植物纖維伸長正相關(guān)；即：基因沉默或敲除后，植物纖維長度較野生型短，基因超表達后，植物纖維長度較野生型長。

5.如權(quán)利要求4所述ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，其特征在于，通過超表達ghagh3a和/或ghagh3h，增長植物纖維長度。

6.如權(quán)利要求5所述ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，其特征在于，通過沉默或敲除ghagh3a和ghagh3h，減小植物纖維長度。

7.如權(quán)利要求1至6任一項所述ghagh3基因在調(diào)控植物纖維長度中的應(yīng)用，其特征在于，所述植物為棉花或擬南芥。

8.一種調(diào)控植物纖維長度的植物培育方法，其特征在于，所述方法為(1)或(2)：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述調(diào)控植物纖維長度的植物培育方法，其特征在于，所述植物為棉花或擬南芥。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)控植物纖維長度的基因及其應(yīng)用。本發(fā)明通過利用極端種質(zhì)資源篩選到GhAGH3A和GhAGH3H基因在植物纖維伸長期顯著上調(diào)，初步確定了GhAGH3A和GhAGH3H是參與植物纖維伸長的潛在基因。進一步結(jié)合基因沉默、異源表達、CRISPR/Cas9、超表達技術(shù)，證明了所述基因與擬南芥和棉花纖維伸長呈正相關(guān)，特別是對于棉花纖維伸長期10?15DPA的纖維伸長具有關(guān)鍵作用。為培育長纖維新棉花品種培育奠定良好的基因遺傳資源基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：苗雨晨,李海鵬,郭敬功,賈昆鵬,李坤,魯鳳君,楊之花,張紫琪,衛(wèi)逸宵
受保護的技術(shù)使用者：河南大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/24