[发明专利]棉花GhMAX2b基因、其编码蛋白及应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及棉花GhMAX2b基因、其编码蛋白及应用。

背景技术

棉花是世界上最主要的纤维作物之一，是纺织和精细化工等工业的原料。由于棉花具有果枝、营养枝和赘芽组成的复杂分枝模式和顶芽无限生长的习性，在生产上需要耗费大量劳动力进行打顶、打杈等整枝管理。对棉花分枝机制的研究有着极其重要的意义。

近年来对植物分枝发育的研究取得了很大进展，对分枝的发育机制进行了生理生化及基因组学等多方面的研究。在豌豆、拟南芥、矮牵牛、水稻、番茄和玉米中获得很多与分枝发育相关的突变体。这些突变的基因有的促进侧枝的形成，有的则抑制侧枝的伸长。如Ls/LAS/MOC1和Blind/RAX1抑制叶腋处形成分生组织；MAX2/RMS4/D3﹑MAX3/RMS5/HTD1和MAX4/RMS1/DAD1控制腋芽向外生长。SPS/BUS﹑TB1等则与腋生分生组织的形成和生长有关。了解植物分枝机理不仅具有重要的理论意义，而且它还直接影响到农业生产。在生产中需要人工对棉花进行整枝、果树进行修剪等。如能利用分子生物学方法控制植物的分枝，将会节约劳动成本，产生巨大的经济效益。

调控已知基因的转录水平的蛋白称为转录因子。通常转录因子通过序列特异DNA结合位点调控基因的表达。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。植物的生长发育是有大量的转录因子，包括NAC、AP2、GRAS、YABBY、ARF和TCP等参与调控的过程。而调控植物分枝的转录因子主要有两大类GRAS家族和TCP家族。

侧枝的形成取决于腋芽的形成和生长，这一过程受植物本身激素和环境双重作用调控。众所周知，生长素和细胞分裂素在侧枝的形成方面起着重要的调控作用。近年来，对一些分枝明显增多的突变体的研究表明，存在一种新型的激素，能抑制侧芽的形成。这些突变体包括豌豆的ramosus(rms)突变体，拟南芥的more axillary growth(max)突变体，矮牵牛的decreased apical dominance(dad)突变体，水稻的dwarf(d)突变体。双突变体研究及对这些基因的克隆及分析等实验结果表明，这种激素由类胡萝卜素合成，向上运输抑制侧芽的形成。研究表明，MAX3﹑RMS5和HTD1/D17编码CAROTENOID CLEAVAGE DIOXYGENASE7(CCD7)﹑MAX4﹑RMS1，D10和DAD1编码CCD8。CCD7和CCD8可能具有催化类胡萝卜素分解的功能，但目前对于它们的催化底物和催化功能的机理还不是十分清楚。MAX1是细胞色素P450的单氧酶，可能在更下游的生物合成过程中发挥作用。MAX2﹑RMS4和D3属于F-box(LRR)家族同源基因，它们可能在泛素水解中起着重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供棉花GhMAX2b基因、其编码蛋白及应用。

为了实现本发明目的，本发明的一种棉花GhMAX2b基因编码的蛋白，其具有SEQ ID No.1所示的氨基酸序列或该序列经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成的具有同等功能（控制棉花分枝的功能）的氨基酸序列。

本发明还提供棉花GhMAX2b基因，其具有SEQ ID No.2所示的核苷酸序列。

本发明还提供含有棉花GhMAX2b基因的载体以及含有该载体的宿主细胞。

本发明还提供含有棉花GhMAX2b基因的转化植物细胞。

本发明进一步提供棉花GhMAX2b基因在促进植物分枝发育中的应用，优选所述的植物为拟南芥、水稻、棉花等。

本发明首次提供棉花GhMAX2b基因（SEQ ID No.2）及其编码的蛋白（SEQ ID No.1），通过转化拟南芥max2突变体，发现棉花GhMAX2b基因可以使突变体恢复分枝的表型，因而GhMAX2b基因具有控制植物（拟南芥、棉花等）分枝的功能，有望对棉花各类分枝的形成进行调控进而对株型定向设计，以提高棉株生产力。

附图说明

图1为本发明实施例1中棉花GhMAX2b同源基因编码的氨基酸序列比较和进化分析结果。