[发明专利]用RDL1基因促进植物种子增大和棉纤维增长的方法

说明书

技术领域

本发明属于植物生物工程和植物改良基因工程领域。具体地说，本发明涉及棉纤维特异表达基因RDL1cDNA的分离以及过量表达载体的构建，以及通过转入RDL1基因来促进转基因作物的种子增大和纤维增长等优良性状的方法。

背景技术

作物种子是粮、棉、油等农业和工业中重要的原料，其性状直接关系到种子的品质及其后加工产品的质量。这些性状主要包括种子体积的大小、种子的重量、种子纤维的长度(对于利用种子纤维)和/或种子纤维的强度。

棉花是一种重要的经济作物，棉纤维是纺织工业重要的原材料。2006年全年世界共生产2522万吨棉花，其中我国的产量为673万吨。棉纺织工业对棉纤维的品质要求越来越高，如纤维更长、硬度更强、纤维更细并且更整齐，因此提高棉花的质量和产量至关重要。棉纤维发育是一个高度程序化的调控过程，提高棉纤维的品质是棉花育种研究的一个主要目标。

棉纤维是由胚珠表皮细胞经分化、发育形成的单细胞纤维，其发育过程可分为4个时期：纤维发育的起始期、伸长期、次生壁增厚期和成熟期，其中伸长期与次生壁增厚期具有相互重叠的时域。在这4个时期中，纤维细胞形态结构改变，伴随着重要生理生化过程，其间有大量基因参与纤维发育过程的调控。研究这些基因的表达以及调控具有重要的意义。

目前已在多种棉花品种中发现了与拟南芥RD22具有高度同源性的基因，例如GhRDL1(Gossypium hirsutum RD22-likel)是一个在棉纤维伸长期特异高表达的基因，其编码一个含有335个氨基酸残基的蛋白，与拟南芥的RD22蛋白高度同源。GhRDL1蛋白C端含一个植物特有的BURP结构域的蛋白，对此功能研究较少。

本领域迫切需要找到有效的手段，对作物种子的性状进行改良，以实现粮、棉、油等作物种子产量和品质的提高。

发明内容

本发明的目的就在于利用植物RDL1基因，尤其是棉花RDL1基因来改良作物种子的性状，从而提高作物种子的品质。

在本发明的第一方面提供了一种植物RDL1基因或其编码的RDL1蛋白在改良作物种子性状中的用途。

在一个实施方式中，所述植物RDL1基因为棉花RDL1基因。

在一个实施方式中，所述植物RDL1基因的序列选自：

(a)SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：3、或SEQ ID NO：5；或

(b)在严格条件下与(a)限定的序列杂交且具有改良作物种子性状的活性的分子。

在另一个实施方式中，所述RDL1蛋白的序列选自：

(a)SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、或SEQ ID NO：6；或

(b)在(a)限定的氨基酸序列中经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有改良作物种子性状的活性的由(a)衍生的蛋白质。

在另一个实施方式中，所述作物种子性状的改良包括：种子体积增大、种子重量增加、种子纤维增长、和/或种子纤维强度增大。

在另一个实施方式中，所述作物为双子叶植物或单子叶植物。

在一个优选例中，所述作物选自：禾本科作物、锦葵科棉属作物、十字花科芸苔属作物，优选棉花、油菜、水稻、小麦、大麦、玉米、或高粱，更优选棉花或油菜，最优选为棉花。

在本发明的第二方面，提供了一种载体，所述载体含有植物RDL1基因。

在一个优选例中，所述载体中含有棉花RDL1基因。

在一个优选例中，所述RDL1基因的序列选自：(a)SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：3、或SEQ ID NO：5；或(b)在严格条件下与(a)限定的DNA序列杂交且具有改良作物种子性状的活性的DNA分子。

在一个优选例中，所述载体选自：细菌质粒、噬菌体、酵母质粒、植物细胞病毒、或哺乳动物细胞病毒，优选pEGFP-1、pCAMBIA1300、pCAMBIA2301、或pBI121。

在本发明的第三方面，提供了一种遗传工程化的宿主细胞，所述宿主细胞含有本发明的载体。

在一个优选例中，所述宿主细胞选自原核细胞、低等真核细胞或高等真核细胞，优选细菌细胞、酵母细胞或植物细胞，更优选大肠杆菌、链霉菌、农杆菌、酵母菌，最优选农杆菌。

在本发明的第四方面，提供了一种制备转基因作物的方法，所述方法包括：

(1)提供含有RDL1基因的载体；

(2)提供携带步骤(1)中的载体的宿主细胞；