[发明专利]棉花Ghexp基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种棉花膨胀素Ghexp基因，本发明基因对拟南芥植株的叶片腺毛具有明显的促进作用，且转基因植株叶片气孔密度增加。

背景技术

植物腺毛是一种存在于植物体表的一种特化的突起结构，其形态多样，功能各异。（1）有的腺毛可以分泌次生代谢物质，如青蒿素、棉酚等。次生代谢产物有的具有药用价值，有的可对害虫有忌避和毒杀作用。植物次生代谢产物含量高低与其贮藏器官（比如腺体、腺毛等）的有无及多少关系十分密切。腺毛是青蒿素转移和积累的主要贮藏器官，通常以腺毛指数作为青蒿素含量的表征。唇形科的很多香料植物含有挥发性油，其挥发性油的产生与分泌则与腺毛的分布、类型及其结构等有着直接的联系。有研究表明，腺毛的分布密度越大、处于分泌时期的数量越多，其分泌能力就越强。（2）有的腺毛不分泌物质，但可以阻碍草食动物的侵害，如拟南芥。

腺毛可作为次生代谢产物贮存的器官，也可保护植物免受昆虫、病原体的侵害，防止机械损伤及其后激变，有利于植物适应不良环境。

如能从分子水平上提高腺毛的含量，则可增加次生代谢产物的含量，提高药用成分，并对增加植物的抗逆性有极大的帮助。

植物的气孔是植物体与外界进行气体交换的重要通道，其开张度与气孔导度直接影响植物的光合作用和蒸腾作用，气孔调节是水分胁迫下植物抵御干旱和适应环境的机制之一。气孔的分布特征、密度和面积等受到环境水分状况的影响。小而密的气孔同时也具有较高的灵活性，因此有利于植物保持体内水分和保证有效的呼吸作用，是植物适应旱生环境的表现。

如能从分子水平上调节气孔的数量，则可增加植物的抗旱性，提高适应不良环境的能力。

发明内容

本发明的目的在于获得一种从突变体湘棉18中克隆的Ghexp基因，及其在培育转基因植物中的应用。从而使植物的腺毛发达，或者气孔密度增加适应不良环境的能力提高。

一种棉花Ghexp基因包含一个开放阅读框，其核苷酸序列为: SEQ ID NO1。该基因已注册于GenBank，登陆号为：JN255197。

一种重组质粒p3301-Ghexp的序列中含有SEQ ID NO1。

上述重组质粒p3301-Ghexp在培育Ghexp基因过表达的转基因植物中的应用。

一种培育Ghexp基因过表达的转基因植物的方法，包括如下步骤：

1）种植需要腺毛发达或气孔密度增加的植物。

2）制备含重组质粒p3301-Ghexp的单克隆阳性农杆菌GV3101菌液

a）构建权利要求2所述的重组质粒p3301-Ghexp；

b）制备农杆菌GV3101细胞感受态；

c）将步骤a）中的重组质粒和步骤b中的农杆菌GV3101细胞感受态按体积比1:20混匀，YEB培养基，28 ℃摇培3～4h，得到单克隆阳性农杆菌GV3101菌液。

3）将步骤1）处于花期中植物的花序浸入步骤2）获得的菌液中，浸染3～5min；暗处培养24 h后恢复光照，培养植株至成熟，得到T₀代种子；种植T₀代种子，挑选潮霉素抗性植株，培养成熟得到T₁代种子；种植T₁代种子，挑选潮霉素抗性植株，培养成熟得到T₂代种子；种植T₂代种子，挑选抗性比为3:1的单插入独立株系，获得纯合T₃代种子，及转基因植物。

步骤1）中所述植物为次生代谢产物存于腺毛中的药用植物。

本发明还提供了含有上述基因的转基因拟南芥纯系植株：组成型过量表达该基因的转基因纯系植株。该植株比野生型根毛长，体表腺毛更多，叶片气孔密度增加。

本发明的有益效果是：本发明克隆了一个促进腺毛生长的Ghexp基因，该基因可增加拟南芥植物体表腺毛数目及长度，并提高叶片气孔密度。将该基因进行转基因，对能产生次生代谢产物的植株可增加次生代谢产物的含量，提高药用成分，并对提高植物的抗逆性有极大的帮助。

附图说明

图1是Ghexp基因的PCR扩增结果图；

图2是Ghexp基因在不同时期的表达量变化示意图；

图3是Ghexp基因在T₂代转基因拟南芥中的PCR鉴定结果图；

图4是野生型拟南芥与转基因拟南芥根长比较图；

图5是本发明T3代转基因拟南芥茎腺毛图；

图6是本发明野生型拟南芥茎腺毛图；