[发明专利]一个调控棉纤维伸长生长的MYB基因及其应用

说明书

本发明涉及一个调控棉纤维伸长生长的MYB基因及其应用。该基因来源于陆地棉(Gossypium hirsutum)，其核苷酸序列全长为1149bp，不含内含子，开放阅读框为933bp，编码一个含310个氨基酸的蛋白质。该转录因子具有典型的MYB结构域和转录抑制因子结合结构域(EAR‑domain)。本发明通过遗传转化验证了该基因在调控棉纤维伸长发育中的功能，利用RNAi技术在棉纤维中降低该基因的表达量可以显著降低棉纤维长度，说明该基因是一个正调控棉纤维伸长发育的基因，在棉花纤维品质改良上有重要价值，可用于通过杂交、转基因等方式进行棉花纤维品质改良的分子育种研究。

技术领域：

本发明涉及一个棉花纤维快速伸长期优势表达的MYB家族转录因子及其编码基因，命名为GhFEM1(Fiber Elongation-related MYB transcription factor 1)，该基因能够正调控陆地棉纤维伸长生长。本发明所涉及的FEM1基因是一个在棉花纤维品质改良上有重要价值的基因，通过杂交、转基因等技术方法，可将该基因用于棉花纤维品质改良的分子育种研究。

背景技术：

棉花(Gossypium hirsutum)是重要的棉纺织工业原料和战略物质储备资源，棉花产业在我国国民经济生产中具有举足轻重的作用。我国目前国产“高等级棉”短缺，“低等级棉”过剩，已无法满足纺织企业转型升级发展需求，优质棉花严重依赖于进口，制约了我国纺织工业的产品竞争力的提升及其健康发展。因此，培育高产优质棉花品种是目前我国棉花育种的当务之急，也是我国现今棉花育种的重要目标。

棉纤维是棉花种子表面的表皮毛，是由胚珠外表皮细胞分化而来的不分支的单细胞毛状突起。棉纤维细胞发育可分为纤维起始、伸长(初生壁合成)、次生壁合成及脱水成熟四个时期。其中，快速伸长期是控制着棉花纤维细胞最终长度的时期，对棉花品质有着决定性的影响。快速伸长期开始于开花后5天左右，并且一直持续到开花后19–20天，这段时间是陆地棉纤维生长的高峰期，其最快的生长速度可达到2毫米/天。在这段时间内，棉纤维生长速度呈现为“S形曲线，即：开始伸长较慢，6–12天生长速度最快，至棉花开花后的15–20天，纤维生长的长度可以达到棉纤维成熟长度的80％。在此期间优势表达的转录因子可能通过复杂的调控网络有效控制棉纤维伸长发育，对棉纤维品质改良具有重要意义。

MYB蛋白是植物中一个大型蛋白家族，通常含有一个保守的DNA结合结构域，被命名为MYB结构域。依据MYB结构域数目的不同，MYB蛋白被分为4类：含有一个MYB结构域的MYB相关蛋白(MYB-related protein)，含有2个MYB结构域的R2R3-MYB蛋白，含有3个MYB结构域的R1R2R3-MYB蛋白和含有4个MYB结构域的4R-MYB蛋白。植物MYB转录因子能够结合不同的顺式作用元件——MYB结合位点(MBS)，其识别序列有一定的灵活性，但结合相同顺式作用元件的不同物种的MYB转录因子也可能调控相同的途径。