[发明专利]一个棉纤维特异性启动子GhFLA1的鉴定

说明书

技术领域：

本发明涉及一个棉纤维特异性启动子。具体是一个纤维特异表达的编码成束蛋白样阿 拉伯半乳聚糖蛋白(fasciclin-like arabinogalactan protein)基因GhFLA1的启动子序列的克隆 鉴定及其活性分析。

背景技术：

棉纤维是我国纺织工业及其相关工业的重要原材料。随着纺织工业快速发展和人民生 活水平不断提高，纺织工业及其相关产业对棉纤维品质的要求愈来愈高。我国棉花产量居世 界第一位，但棉纤维品质较差，不能用作一些高附加值高质量纺织产品的生产原料。因此， 我国每年需进口优质棉花100多万吨，造成国产原棉的大量积压。棉纤维品质问题已成为制 约我国棉花产业可持续发展的主要障碍之一。

棉花遗传改良的最终目标是提高棉纤维的产量和品质。棉纤维产量和品质不仅受环境 因素的影响，而且受相关基因特别是纤维特异表达基因的调控。目前，国内外除了利用常规 育种手段外，还逐步运用遗传工程对棉纤维品质进行遗传改良。将优良的农艺性状，特别是 纤维品质相关的优良性状引入棉花主栽品种，不仅可提高棉花产量和纤维品质，降低生产成 本，而且可减轻对环境的不利影响。因此，分离克隆棉纤维发育相关的重要功能基因及其特 异性调控元件，具有极其重要的应用价值。为了使外源基因在目标组织中得以充分表达， 不同的性状需要不同的启动子。在棉纤维的品质改良中，棉纤维特异性启动子是棉纤维品质 改良的遗传操作中不可缺少的顺式调控元件，它决定目标基因的纤维特异性表达调控以及 表达强度调控。用于改良棉纤维品质的重要目标基因需要在棉纤维中特异表达，因而必须使 用纤维特异性启动子驱动该基因的表达，达到改良纤维品质之目标。而且，外源目标基因 的组织特异性表达也可避免外源基因对非目的组织生长发育的不利影响。应用棉纤维特异 表达启动子，可在棉纤维发育的特定阶段表达外源基因，加速对纤维品质的重要指标如强 度、细度、长度等的改良，还可以给纤维增添新的品质性状抗皱、抗缩、色泽等。已有的研 究证明，克隆棉纤维特异表达启动子是遗传工程途径改良棉纤维的先决条件。因此，高特异 性、高活性的启动子的克隆鉴定是棉纤维品质改良的遗传工程的重要内容。

阿拉伯半乳聚糖蛋白(arabinogalactan protein，AGP)是植物四大主要的细胞壁结构蛋白 之一，是高度糖基化的蛋白，它们参与体胚发育的调控、细胞增殖和细胞的膨胀及伸长， 参与细胞壁和细胞骨架的相互作用。成束蛋白样阿拉伯半乳聚糖蛋白(fasciclin-like arabinogalactan protein，FLA)是AGP中的一个亚类，除了具有典型AGP的结构外，还具有一 个成束蛋白样结构域(fasciclin-like domain)，含有成束蛋白样结构域的蛋白一般都具有分子 粘连的功能，且这个结构域对整个蛋白功能的发挥具有重要作用。到目前为止，在多种植 物中已经分离鉴定了一些FLA基因。Johnson等从拟南芥中分离了21个FLA蛋白基因，Faik 等分离得到22个水稻和34个小麦FLA基因。另外，科学家也从杨树(Populus tremula L.)、 火炬松(pinus taeda L.)和百日菊(Zinnia elegans L.)中分离到一些FLA基因。这些分离鉴定 的FLA基因在不同的植物组织中表达，涉及到各自的表达调控元件-启动子。

发明内容：

本发明的目的在于提供一个棉纤维特异性调控元件-GhFLA1启动子。分析揭示该启 动子表达活性，探索其对纤维发育调控的分子机制，进而应用该调控元件改良棉纤维品质， 创造棉花优良品种。