[发明专利]棉花GhGOLS2基因在控制棉花种子萌发中的应用

说明书

本发明公开了一种棉花GhGOLS2基因在控制棉花种子萌发中的应用，棉花GhGOLS2基因在控制棉花种子萌发中的应用，棉花GhGOLS2基因作为Si‑VIGS沉默系统阳性对照的应用。本发明通过使用携带TRV‑GhGOLS2载体的两种侵染液分别浸染棉花种子，结果证明两种浸染液都可以有效沉默棉花GhGOLS2基因，并降低棉花种子的萌动率，病毒匀浆侵染液的沉默效果好于农杆菌侵染液的沉默效果，证明棉花GhGOLS2基因在控制棉花种子萌发中的应用。本发明证明GhGOLS2基因可以作为Si‑VIGS种子萌发早期基因沉默研究，方便研究人员应用Si‑VIGS方法研究基因功能。

技术领域

本发明属于棉花育种技术领域，具体涉及到一种棉花GhGOLS2基因在控制棉花种子萌发中的应用。

背景技术

种子中的糖被认为是参与调节并影响种子发育过程的信号，其中，棉子糖家族低聚糖（Raffinose family oligosaccharides，RFOs）在大多数植物的种子成熟过程中积累，半乳糖醇合成酶（GALACTINOL SYNTHASE, GOLS）、棉子糖合成酶（棉子糖合成酶，RS）和水苏糖合成酶（STACHYOSE SYNTHASE, STS）是植物RFO生物合成的主要酶。研究人员通过在转基因拟南芥或烟草植物中表达多种GOLS基因，发现普遍增加了半乳糖醇和棉子糖的含量，同时增强了植物非生物胁迫的耐受性，这使得GOLS基因得到了广泛的研究。2016年，Vidigal等人在黄瓜中突变了GOLS2基因后发现，半乳糖醇含量的减少与种子寿命的降低相符，因此他们认为GOLS2是种子寿命的合适生物标记。

专利公开了一种名称为“一种棉花早期基因沉默方法Si-VIGS”，专利号为CN201910414489，本专利通过ESTs库构建了大量pTRV2瞬时沉默载体，使用Si-VIGS方法对棉花种子进行处理，通过观察棉花种子以及幼苗表型，发现其中一套瞬时沉默载体出现抑制棉花种子发芽的表型，随后对此套pTRV2瞬时沉默载体进行了基因测序，将测序结果在陆地棉全基因组序列中进行BLAST搜索，发现瞬时沉默载体中的基因片段与GhGOLS2基因CDS序列信息吻合，初步判断GhGOLS2基因被沉默后会抑制棉花种子的萌发。Si-VIGS是一种简单、快速以及高通量地病毒介导的基因沉默方法，能够在当代获得沉默植株。Si-VIGS提前了VIGS的侵染时期，可以研究种子以及幼苗早期生长发育以及地下部相关的基因。Si-VIGS方法缩短了基因沉默机制诱发的时间，进而缩短了实验周期。在常用的VIGS方法方法中，研究人员选择GhCLA基因作为阳性对照，因为GhCLA基因一旦被沉默，将在7 d后在棉花叶片上出现光漂白表型，这一白化表型非常稳定，因此GhCLA基因常被用作传统VIGS方法的阳性对照，而Si-VIGS方法将VIGS的作用时间提前，此时棉花子叶还未打开，沉默后能够使叶片白化的GhCLA基因无法在Si-VIGS方法中作为阳性对照。因此Si-VIGS方法急需寻找适合的阳性对照。GhGOLS2基因被沉默后，表现为种子萌动率下降，这个表型相对比较直观，便于研究人员辨认，并且使用Si-VIGS的方法沉默GhGOLS2基因的结果比较统一且稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种棉花GhGOLS2基因在控制棉花种子萌发中的应用。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：