[发明专利]陆地棉GhEXO2及其调控株型方面的应用

说明书

本发明公开了一种棉花GhEXO2基因，其编码蛋白的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示，氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明属于植物基因功能技术领域，具体是提供了一种通过首次克隆获得棉花GhEXO2基因，并进行表达特性分析，通过转基因技术，在植物(拟南芥和棉花)中验证了该基因的功能，对进一步了解EXO的功能，培育棉花理想株型有着重要的实际意义。

技术领域

本发明属于棉花种质资源培育和分子生物学技术领域，具体涉及棉花GhEXO2(Gh_A04G0976)及其调控叶片发育继而影响株型方面的应用。

背景技术

理想株型是高产品质的形态特征。不同作物要求的理想株型不完全相同，但多涉及株高、叶形、叶姿、叶色、叶片的分布以及分蘖和主茎的关系。叶子是植物的主要光合器官，对生长发育有显著影响，并且由于细胞膨胀率的差异而具有惊人的多样性形状。叶子形状的灵活性主要取决于叶缘生长物的大小和排列。

然而，植物不同叶形所产生的生理功能却鲜有报道。2003年，拟南芥中首次报道了EXORDIUM(EXO)基因，该基因在胚以及细胞分裂旺盛的部分高表达，尤其在顶端分生组织和幼嫩的叶片，过表达该基因可以促进植物生长，即莲座叶变大。

现有技术中未报道关于陆地棉同源基因GhEXO2调控陆地棉叶片发育方面的功能和应用，棉花中该基因功能如何，还未有报道，因此研究EXO在棉花叶片发育中的功能，对探究棉花叶片发育机制以及开发理想株型有着重要的意义。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种通过首次克隆获得棉花GhEXO2基因，并进行表达特性分析，通过转基因技术，在植物(拟南芥和棉花)中验证了该基因的功能，对进一步了解EXO的功能，培育棉花理想株型有着重要的实际意义的陆地棉GhEXO及其调控株型方面的应用。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种陆地棉GhEXO2(Gh_A04G0976)，所述GhEXO2基因CDS序列如序列表中SEQ No:2所示，所述GhEXO2氨基酸序列如序列表SEQ No:1所示。

本发明还公开了一种陆地棉GhEXO2关于调控株型方面的应用，所述GhEXO2基因的应用是促进陆地棉叶片发育从而影响株型。

在本方案中，利用qRT-PCR技术分析细胞伸长相关基因AtAGP4、AtEXP5、AtKCS1和Atδ-TIP在GhEXO2转基因植株和WT植株中的表达情况，通过调控AtAGP4、AtEXP5、AtKCS1和Atδ-TIP基因的表达，增强了细胞伸长，从而改善了GhEXO2转基因植物叶片形状。

进一步地，所述AtAGP4、AtKCS1和Atδ-TIP在3个转基因株系中均上调2-8倍，所述AtEXP5表达水平上调15-20倍。

进一步地，利用VIGS技术沉默验证棉花GhEXO2基因调控棉花叶片大小以及株高。

为了进一步研究GhEXO2在棉花叶片形状调控中的作用，利用pTRV系统通过病毒诱导基因沉默(VIGS)敲除其表达，验证了GhEXO2在棉花中的功能。

本方案一种陆地棉GhEXO2及其调控株型方面的应用，采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

1、本发明通过使用过表达载体以及VIGS载体，在拟南芥中过表达基因GhEXO2，转基因拟南芥叶片比野生型拟南芥的叶片大，其叶面积是野生型拟南芥的两倍多，在中棉所24中利用VIGS沉默GhEXO2基因，发现沉默植株的叶片明显比对照组中棉所24的叶片小，证明GhEXO2在调控棉花叶片发育中的应用。