[发明专利]棉花GhKNAT7-A03蛋白及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种棉花GhKNAT7‑A03蛋白及其编码基因和应用。本发明保护GhKNAT7‑A03蛋白或其相关生物材料在调控植物纤维强度中的应用。过表达GhKNAT7‑A03基因的拟南芥茎秆束间纤维次生细胞壁变薄，木质素合成受阻。在棉花纤维发育中，GhKNAT7‑A03同样能够抑制木质素的合成，还可以促进纤维素的合成来调控纤维次生细胞壁的合成，从而影响棉纤维强度的形成。本发明对于棉花育种有重要意义。

技术领域

本发明涉及棉花GhKNAT7-A03蛋白及其编码基因和应用。

背景技术

棉花是一种重要的经济作物，其纤维作为重要的天然纤维，是纺织工业重要的原材料。随着纺织工业的进一步发展，新的纺织技术对纤维的品质要求越来越高。因此，研究棉纤维发育及其相关基因表达调控具有重要的生物学理论意义和实际应用价值。

棉纤维是由胚珠表皮细胞经分化、发育而形成的单细胞纤维。所有的胚珠表皮细胞都具有分化成棉纤维的潜能，但最终只有30％可形成纤维。其发育过程可分为纤维起始、伸长、次生壁增厚和脱水成熟4个时期。这4个时期是许多基因相互作用、互成网络、共同表达调控的复杂过程。纤维发育的各个阶段并没有没有明显的界限，即棉纤维的起始分化与伸长有相互重叠部分，该阶段对纤维的数量与长度影响较大；纤维伸长(初生壁合成)和次生壁加厚这两个时期部分重叠，且这两个时期与纤维品质的形成有密切的关系，在次生壁加厚期，该阶段纤维素的合成则对纤维的强度、马克隆值等性状影响较大。

发明内容

本发明的目的是提供棉花GhKNAT7-A03蛋白及其编码基因和应用。

第一方面，本发明要求保护GhKNAT7-A03蛋白或其相关生物材料在调控植物纤维强度中的应用；

所述相关生物材料为能够表达所述GhKNAT7-A03蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；

所述GhKNAT7-A03蛋白为如下任一所示蛋白质：

(A1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(A2)序列表的序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且有相同功能的由序列1衍生的蛋白质；

(A3)与(A1)-(A2)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；

(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。

所述GhKNAT7-A03蛋白来源于棉花。

上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

上述蛋白质中，所述标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。

第二方面，本发明要求保护GhKNAT7-A03蛋白或其相关生物材料在如下(A)或(B)或(C)的应用：

(A)调控植物束间纤维细胞次生壁厚度；

(B)调控植物纤维素合成基因的表达量；

(C)调控植物木质素合成基因的表达量；

所述相关生物材料为能够表达所述GhKNAT7-A03蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；所述GhKNAT7-A03蛋白为前文(A1)-(A4)中任一所示蛋白质。

在第一方面中，所述调控植物纤维强度具体可体现为：所述GhKNAT7-A03蛋白或其编码基因在所述植物中的活性和/或表达量提高，植物纤维强度增加。