CN111321152A - 一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用 - Google Patents

一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111321152A
CN111321152A CN202010149628.3A CN202010149628A CN111321152A CN 111321152 A CN111321152 A CN 111321152A CN 202010149628 A CN202010149628 A CN 202010149628A CN 111321152 A CN111321152 A CN 111321152A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ganec1
cotton
gene
gland
leaf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010149628.3A
Other languages
English (en)
Inventor
杨召恩
胡伟
王鹏
秦文强
李付广
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Original Assignee
Institute of Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences filed Critical Institute of Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN202010149628.3A priority Critical patent/CN111321152A/zh
Publication of CN111321152A publication Critical patent/CN111321152A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/13Plant traits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用,其核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。本发明通过对棉花高质量SNP进行叶片蜜腺的GWAS分析遗传分析,从而筛选出与蜜腺相关基因Ga12G1409,即基因GaNEC1。对GaNEC1的表达模式进行分析,表达谱显示,GaNEC1在下胚轴和叶片蜜腺中高表达,表明GaNEC1是与蜜腺发育相关的候选基因。进一步,本发明从Ga0029中克隆了GaNEC1的3’端片段,并构建了TRV156‑GaNEC1,用于病毒诱导的基因沉默。结果和转空载体棉花相比,GaNEC1沉默棉花叶蜜腺在形状和大小均与空载体有较大的差别,说明GaNEC1沉默棉花的叶蜜腺形成受到了阻碍,进而说明GaNEC1基因参与棉花叶蜜腺的形成,与棉花的叶蜜腺密切相关,可作为育种的候选基因。

Description

一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用
技术领域
本发明涉及一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用,属于生物技术领域。
背景技术
棉花是世界上最重要的纤维作物,也是世界上最重要的油料作物之一。其生产、流通、加工和消费,均与人民群众的生活和广大棉农的利益息息相关,对国民经济的发展有着重要影响。
棉叶背面叶脉上有凹窝,即蜜腺,窝内有许多棒状突起,分泌蜜汁。观察发现,亚洲棉有蜜腺材料的叶片背面中脉上,离叶基约1cm处有一蜂窝状凹陷,即为蜜腺所在,窝内有许多乳头状突起,可分泌蜜汁,最多时在5条叶脉上可生5个蜜腺。有蜜腺材料叶蜜腺颜色在形成初期呈淡绿色,成熟期呈白色,随着叶片的长大和成熟,蜜腺逐渐变为黑色;无蜜腺材料在叶背面叶脉上缺少蜂窝状的凹陷蜜腺,因而叶片的主脉光滑,无蜜腺材料的叶片除了缺少叶蜜腺外,叶片的其他结构与有蜜腺材料基本一致。有蜜腺材料叶蜜腺呈卵型凹陷,蜜腺所在部位的细胞破裂,细胞呈无序状态,且在凹陷的底部有许多棒锤状蜜腺毛密集其中,在蜜腺毛基部与叶脉维管束之间是亚腺组织,腺毛与亚腺组织共同构成蜜腺无蜜腺材料则没有卵型凹陷,没有蜜腺组织的地方都充满了薄壁组织,排列十分整齐。棉花由于蜜腺多,蜜期长,蜜物多,易发生虫害。培育无蜜腺性状棉花品种,可减轻棉花虫害,因此挖掘与棉花叶蜜腺相关基因成为转基因育种的关键。
GWAS(Genome wide analysis study)作为一种联系表型与基因型之间的分析方法,已在控制作物(水稻、玉米、谷子、番茄、黄瓜、大豆中)的主要农艺性状的关键基因的定位中发挥着重要作用。中国亚洲棉作为亚洲棉六大地里种系之一,在长期的种植过程中经人工选择和分化形成了众多地方品种,具有一定的多样性,可以作为GWAS分析的群体。而中国亚洲棉在地理选择过程中关键基因受到选择,从而提高了植株相关性状的抗性,因此GWAS可以作为鉴定棉花相关基因的强有力手段。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1,其核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
一种基因GaNEC1在筛选有、无叶蜜腺棉花品种中的应用。
一种基因GaNEC1在培育有、无叶蜜腺性状棉花品种中的应用。
一种基因GaNEC1在调控棉花叶蜜腺形成中的应用。
调控棉花叶蜜腺形成的方法为抑制GaNEC1基因表达量可阻碍棉花叶蜜腺的形成。
一种含有基因GaNEC1的重组载体。
一种含有上述重组载体的重组微生物。
一种上述重组载体或重组微生物在调控棉花叶蜜腺形成中的应用。
一种阻碍棉花叶蜜腺形成的方法,抑制基因GaNEC1表达量。
抑制基因GaNEC1表达量的物质:
(a)如SEQ ID NO.13所示的核苷酸序列;
(b)含有(a)的重组载体;具体为将如SEQ ID NO.13所示的核苷酸序列插入表达载体得到重组载体。
本发明的有益效果:
1、通过对棉花高质量SNP进行叶片蜜腺的GWAS分析遗传分析,从而筛选出与蜜腺相关基因Ga12G1409,即基因GaNEC1。
2、在有叶蜜腺的材料和无叶蜜腺的材料中进行测序,发现基因GaNEC1具有1个外显子,位置分别为146-233bp。GaNEC1在两种材料中存在序列差异,在无叶蜜腺材料当中存在一个15bp的碱基缺失以及一个非同义的单核苷酸突变,二者分别位于CDS序列的547-561bp处和530bp处。缺失的序列为:CATATTCAGATTTAC,对应的氨基酸为:HIQIY,突变的碱基为T-G,对应改变的氨基酸为L-R,该片段的缺失和单核苷酸的突变是导致无叶蜜腺棉花形成的根本原因。
3、对GaNEC1的表达模式进行分析,表达谱显示,GaNEC1在下胚轴和叶片蜜腺中高表达,进一步表明GaNEC1是与蜜腺发育相关的候选基因。
4、为了进一步验证GaNEC1的基因功能,从Ga0029中克隆了GaNEC1的3’端片段,并构建了TRV156-GaNEC1,用于病毒诱导的基因沉默,以下调叶片中GaNEC1的表达。结果表明,和转空载体棉花相比,GaNEC1沉默棉花叶蜜腺在形状和大小均与空载体有较大的差别,说明GaNEC1沉默棉花的叶蜜腺形成受到了阻碍,进而说明GaNEC1基因参与棉花叶蜜腺的形成,与棉花的叶蜜腺密切相关,可作为育种的候选基因。
附图说明
图1为棉花蜜腺的GWAS分析结果。图中,a为染色体,b为12号染色体的分化信号,c为12号染色体的SNP-cluster。
图2为有叶蜜腺的材料和无叶蜜腺的材料基因GaNEC1的CDS序列比对图。
图3为有叶蜜腺的材料和无叶蜜腺的材料中不同部位的基因GaNEC1表达量示意图。
图4为注射VIGS后,棉花表型及基因GaNEC1表达量示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1:GWAS分析
使用EMMAX软件(http://genetics.cs.ucla.edu/emmax/),对1425003个高质量的SNP(MAF>0.05,缺失率<20%)进行叶片蜜腺的GWAS分析遗传分析。全基因组显著性阈值用公式P=0.05/n(其中n是独立SNP的有效数量)进行评估(Miao-XinLi,Juilian M.Y.Yeung,Stacey S.Cherny,Pak C.Sham.Evaluating the effective numbers of independenttests and significant p-value thresholds in commercial genotyping arrays andpublic imputation reference datasets[J].Human Genetics,2012,131(5):747-756)。亚洲棉种群显著性的P值为~1.0×10-6
蜜腺的GWAS分析结果显示,发现在12号染色体(~19.5Mb到~20.1Mb)上发现了一个强关联信号(图1a)。放大Chr12上的分化信号显示,~0.64Mb区域(19.57~20.21Mb)显示出显著的群体分化,平均FST值为0.40,而全基因组规模的平均FST值为7.8×10-3(图1b)。在Chr12上放大SNP-cluster,其起始位置为19.55~20.07Mb,与FST区有500kb(19.57~20.07Mb)的重叠区域,表明500kb片段是无蜜腺性状的重要候选区域。500kb区域有11个基因,其中Ga12G1408、Ga12G1409和Ga12G1412在外显子区域有SNPs,Ga12G1413、Ga12G1416和Ga12G1417在内含子区域有SNPs(图1c)。所有这些基因都是无蜜腺性状的候选基因,对外显子存在SNP的候选基因进行测序发现Ga12G1409在两种材料上存在明显的序列差异,再一次佐证了Ga12G1409为蜜腺相关基因,并将该蜜腺基因命名为GaNEC1。
实施例2:基因测序比对
基因GaNEC1在有叶蜜腺的材料和无叶蜜腺的材料中测序结果为:在无蜜腺材料中该基因存在一段15bp的碱基缺失以及一个非同义的单核苷酸突变。具体操作如下:
1、设计基因扩增引物:
CDS1409-F:5’-ATGCTCCACCCTAACCATAAACC-3’(SEQ ID NO.1)
CDS1409-R:5’-CCTATTTTGAATTGGCGAAGATCAAT-3’(SEQ ID NO.2)
2、PCR扩增:
PCR扩增的反应体系(50μl)如下:5×PrimeSTAR Buffer 10μl、dNTP Mixture 4μl、CDS1409-F(10μM)1μl、CDS1409-R(10μM)1μl、cDNA1μl,PrimeSTAR HS Taq(5U/μl)1μl,超纯水32μl。
PCR反应条件如下:94℃预变性5min;94℃变性30s,55℃退火70s,68℃延伸45s,32个循环;最后68℃延伸5min。
3、电泳:
PCR扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳,随后使用QIAGEN凝胶纯化试剂盒(Qiagen,Valencia,CA)进行纯化。
4、PCR纯化产物连接测序载体
按照艾德莱生物有限公司的零背景pPOTO-Blunt Simple平末端克隆试剂盒(目录号:CV17)将凝胶纯化的PCR扩增子克隆入该载体中,并转化大肠杆菌DH5α中,在氨苄抗性的平板上筛选转化子,并进行菌落PCR,把阳性克隆进行测序。测序引物为载体通用引物:
M13-F:5’-TGTAAAACGACGGCCAGT-3’(SEQ ID NO.3)
M13-R:5’-CAGGAAACAGCTATGACC-3’(SEQ ID NO.4)
5、测序结果分析
扩增的CDS序列如下:
>GaNEC1less:
ATGCTCCACCCTAACCATAAACCTACCATCAAATTCCTCTGCAGTTACCGCGGTAAAATCCTTCCTCGTTATCCTGACCGTAAACTCTGTTATCATGGTGGCGAAACCCGTGTACTCGTCGTTGATCGCTCTATTTCCTTCTCCGAGTTGTCGTTGAAGATGGGGGAGATGTGTGGAACATCGGTGAGTTTACGTTGCCAGTTGCCAACAGAAGACTTGGACGCGCTGGTTTCGATTACTTCCGGTGAAGAACTCGCCTACCTCATCGAGGAATACGATCGGTTGGCATCGCCTGCATCCTTTTTAAAGATACGAGCTTTCCTTGGGATGCCAAAATCAACCACAAAATCAATTTCTCTATCATCCTCGTCCTTAACGTTATCATCCACTTCATCTTCAAATTCATCTTCATCGTCATCAACTCCCCGGTCTTCCTGCGTACGTCATATCCCCAGGACTCCCCCCGTCGCTTTCCCTCCTTGCTCCTCCAAGAAATCAACCACAAACAATATTCCTTGCTATGGTTATCGAGTTCATCATGGCAACGTTAGAACTGGAAACACTGGCAATTGCAATAGCAGGAACCAGCATCATAAACTGTTTACCTATTTTGAATTGGCGAAGATCAATAAG(SEQ ID NO.5)
>GaNEC1
ATGCTCCACCCTAACCATAAACCTACCATCAAATTCCTCTGCAGTTACCGCGGTAAAATCCTTCCTCGTTATCCTGACCGTAAACTCTGTTATCATGGTGGCGAAACCCGTGTACTCGTCGTTGATCGCTCTATTTCCTTCTCCGAGTTGTCGTTGAAGATGGGGGAGATGTGTGGAACATCGGTGAGTTTACGTTGCCAGTTGCCAACAGAAGACTTGGACGCGCTGGTTTCGATTACTTCCGGTGAAGAACTCGCCTACCTCATCGAGGAATACGATCGGTTGGCATCGCCTGCATCCTTTTTAAAGATACGAGCTTTCCTTGGGATGCCAAAATCAACCACAAAATCAATTTCTCTATCATCCTCGTCCTTAACGTTATCATCCACTTCATCTTCAAATTCATCTTCATCGTCATCAACTCCCCGGTCTTCCTGCGTACGTCATATCCCCAGGACTCCCCCCGTCGCTTTCCCTCCTTGCTCCTCCAAGAAATCAACCACAAACAATATTCCTTGCTATGGTTATCTAGTTCATCATGGCAACCATATTCAGATTTACGTTAGAACTGGAAACACTGGCAATTGCAATAGCAGGAACCAGCATCATAAACTGTTTACCTATTTTGAATTGGCGAAGATCAATTAG(SEQ ID NO.6)
测序结果表明:PCR扩增得到的基因组大小为736bp,CDS序列大小为648bp,采用DNAMAN软件对获得的序列进行预测分析,发现该基因具有1个外显子,位置分别为146-233bp。GaNEC1在两种材料中存在序列差异,在无叶蜜腺材料当中存在一个15bp的碱基缺失以及一个非同义的单核苷酸突变,二者分别位于CDS序列的547-561bp处和530bp处。缺失的序列为:CATATTCAGATTTAC,对应的氨基酸为:HIQIY,突变的碱基为T-G,对应改变的氨基酸为L-R(图2),该片段的缺失和单核苷酸的突变是导致无叶蜜腺棉花形成的根本原因。
实施例3:GaNEC1的表达模式分析
1、材料选择
根据有叶蜜腺和无叶蜜腺的表型不同选取Ga0029和Ga0028进行表达模式分析。其中,Ga0029为有叶蜜腺的亲本,Ga0028为无叶蜜腺的亲本。
2、引物设计
定量PCR引物如下:
QGaNEC1-F:5’-CATCGTCATCAACTCCCCGGTC-3’(SEQ ID NO.7)
QGaNEC1-R:5’-GCTGGTTCCTGCTATTGCAATTGC-3’(SEQ ID NO.8)
GAhistone3-F:5’-TCAAGACTGATTTGCGTTTCCA-3’(SEQ ID NO.9)
GAhistone3-R:5’-GCGCAAAGGTTGGTGTCTTC-3’(SEQ ID NO.10)
3、材料准备
将上述所示的两种材料的饱满种子种于自然条件下棉花试验田中,1周大定苗,每20cm留1株,幼苗期(3片真叶)开始取样,随着棉花的不断生长分别取棉花的花瓣、花蕾、雄蕊、纤维、根、茎、子叶、下胚轴、真叶、蜜腺的不同组织样品,速冻于液氮中,-80℃冰箱保藏备用。
4、RNA提取及cDNA的合成
采用液氮冷冻研磨样品,并采用多糖多酚植物总RNA提取试剂盒(TIANGEN,北京,货号DP441)中的方法提取不同组织样品的总RNA,随后采用大连宝生物公司的PrimeScriptRT reagent Kit with gDNAEraser(货号RR047A)试剂盒合成cDNA,-20℃保藏备用。
5、定量PCR反应
以步骤4中合成的cDNA为模板(浓度大于50ng/μl),采用步骤2中的引物,使用ABI7900定量PCR仪,进行定量PCR扩增,每个样品3个技术重复,以GAhistone为内参基因,采用2-△△CT法进行计算。
PCR扩增体系如下:
SYBR Premix Ex Taq(Tli RNaseH Plus)(2×)10μL、QGaNEC1-F(10mM)0.5μL、QGaNEC1-R(10mM)0.5μL、ROX Reference Dye II(50×)0.4μL、cDNA模板2μL、ddH2O6.8μL。
SYBR Premix Ex Taq(Tli RNaseH Plus)(2×)10μL、GAhistone3-F(内参)(10mM)0.5μL、GAhistone3-R(内参)(10mM)0.5μL、ROX Reference Dye II(50×)0.4μL、cDNA模板2μL、ddH2O 6.8μL。
PCR条件如下:95℃30s,1个循环;95℃5s;60℃30s,40个循环。溶解曲线:95℃15s;60℃30s;95℃15s。
对获得的数据进行分析,结果如图3所示。从结果中可以看出:GaNEC1基因在有蜜腺的材料(Ga0029)中叶脉(包含蜜腺)部位,下胚轴和真叶的表达量最高,在无叶蜜腺的材料(Ga0028)中并无明显差异。因此得出结论:GaNEC1基因为蜜腺发育形成相关基因。
实施例4:GaNEC1基因在棉花中的功能验证
为了进一步验证GaNEC1的基因功能,从Ga0029中克隆了GaNEC1的3’端片段,并构建了TRV156-GaNEC1,用于病毒诱导的基因沉默(VIGS),以下调叶片中GaNEC1的表达,具体方法如下:
1、TRV156-GaNEC1载体的构建
(1)引物设计:
VGaNEC1-F:5’-AAGGTTACCGAATTCTCTAGAATGCTCCACCCTAACCATAAACC-3’(SEQ IDNO.11)
VGaNEC1-R:5’-CGTGAGCTCGGTACCGGATCCGTTCTTCACCGGAAGTAATCGAAACC-3’(SEQID NO.12)
(2)以有蜜腺材料(Ga0029)的cDNA为模板,以步骤(1)中引物来扩增,获得目的片段,连接pMD-19T载体,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,菌落PCR鉴定阳性克隆,并将其菌液测序。选择正确的克隆,提取质粒(pMD-19T-GaNEC1-V)。
(3)采用XbaI和Sac I分别双酶切pMD-19T-GaNEC1-V和TRV156载体,分别回收小片段和大片段,并采用T4连接酶过夜连接,得到TRV156-GaNEC1载体。将其转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,在卡那霉素培养基上筛选阳性克隆,采用菌落PCR验证并对其进行测序。
结果表明:TRV156-GaNEC1为将序列如SEQ ID NO.13所示的DNA片段替换TRV156载体的XbaI和Sac I酶切位点间的片段,且保持TRV156载体的其他序列不变得到的载体。
>TRV156-GaNEC1
ATGCTCCACCCTAACCATAAACCTACCATCAAATTCCTCTGCAGTTACCGCGGTAAAATCCTTCCTCGTTATCCTGACCGTAAACTCTGTTATCATGGTGGCGAAACC(SEQ ID NO.13)
2、侵染菌液的制备
(1)重组菌的获得
将步骤1获得的TRV156-GaNEC1载体转化农杆菌GV3103,得到重组菌TRV156-GaNEC1/GV3103。
将TRV156载体转化农杆菌GV3103,得到重组菌TRV156/GV3103。
将TRV156-PDS载体转化农杆菌GV3103,得到重组菌TRV156-PDS/GV3103。
将TRV192载体转化农杆菌GV3103,得到重组菌TRV192/GV3103。
上述TRV156-GaNEC1/GV3103为实验组;TRV156/GV3103为空载体对照;TRV156-PDS/GV3103为阳性对照,其中,PDS基因为干涉棉花的八氢番茄红素脱氢酶基因,影响叶绿素的合成,导致棉花叶片出现白化现象。
(2)重组菌的培养
分别将重组菌TRV156/GV3103、TRV156-GaNEC1/GV3103、TRV156-PDS/GV3103和TRV192/GV3103接种于添加25μg/ml利福平,25μg/ml庆大霉素和50μg/ml卡那霉素的LB培养基中,28℃,180rpm培养至OD值为1.5-2.0;离心(5000rpm)收集上述菌体,并采用MMA溶液(10mM 2-吗啉乙磺酸、10mM MgCl2、200μM乙酰丁香酮)重悬浮至OD600等于1.8,室温静置3-6h,分别得到培养后的重组菌。
(3)侵染菌液的制备
将培养后的重组菌TRV156/GV3103与TRV192/GV3103按照1:1的体积比混匀,得到混合菌液1;
将培养后的重组菌TRV156-GaNEC1/GV3103与TRV192/GV3103按照1:1的体积比混匀,得到混合菌液2;
将培养后的重组菌TRV156-PDS/GV3103与TRV192/GV3103按照1:1的体积比混匀,得到混合菌液3。
3、GaNEC1沉默棉花的获得及其表型分析
(1)棉花生长介质的制备及待侵染棉花幼苗的制备
将灭菌后的沙子、砂土和营养土按照2:2:1的质量比均匀混合,得到沙土混合物,混匀,作为棉花生长介质。挑选饱满的含叶蜜腺品种Ga0029的种子,分别种植于制备的棉花生长介质中,播种7天后定苗,每个营养钵留1株,25℃,16h光照/8h暗培养进行培养,作为待侵染棉花。
(2)GaNEC1沉默棉花的获得
分别将混合菌液1、混合菌液2和混合菌液3注射子叶刚平展期的待侵染棉花子叶的下表皮,暗培养24h后在25℃,16h光照/8h暗培养进行培养,分别得到转空载体棉花(TRV156)、GaNEC1沉默棉花(TRV156-GaNEC1)和PDS沉默棉花(阳性对照植株)。待阳性对照植株出现白化现象后,随机取转空载体棉花、GaNEC1沉默棉花的叶片,提取总RNA,并进行定量PCR检测基因沉默效率(GaNEC1沉默棉花中的GaNEC1基因相对表达量与转空载体棉花中的GaNEC1基因相对表达量的比值)。检测方法同实施例3步骤5。并于注射混合菌液后的不同时间观察其表型变化。
定量PCR检测基因沉默效率如图4b(#1、#2和#3表示TRV2::GaNec1三个生物学重复)所示,由图可以看出:和转空载体棉花(TRV2::00)相比,GaNEC1沉默棉花(TRV2::GaNec1)中的GaNEC1基因表达量明显下降,说明GaNEC1基因被沉默,沉默效率在30%左右。
沉默表型统计结果如图4所示。其中图4a第一行两图为基因沉默棉花(TRV156-GaNEC1)的表型,第二行两图为转空载体棉花(TRV156)表型,图4c为基因沉默棉花的石蜡切片,图4d为图4c的局部放大图,图4e为转空载体棉花的石蜡切片,图4f为图4e的局部放大图。通过观察发现:和转空载体棉花相比,GaNEC1沉默棉花叶蜜腺在形状和大小均与空载体有较大的差别,说明GaNEC1沉默棉花的叶蜜腺形成受到了阻碍,进而说明GaNEC1基因参与棉花叶蜜腺的形成,与棉花的叶蜜腺密切相关,可作为育种的候选基因。
序列表
<110> 中国农业科学院棉花研究所
<120> 一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用
<160> 13
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 1
atgctccacc ctaaccataa acc 23
<210> 2
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 2
cctattttga attggcgaag atcaat 26
<210> 3
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 3
tgtaaaacga cggccagt 18
<210> 4
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 4
caggaaacag ctatgacc 18
<210> 5
<211> 633
<212> DNA
<213> 棉花(Gossypium spp.)
<400> 5
atgctccacc ctaaccataa acctaccatc aaattcctct gcagttaccg cggtaaaatc 60
cttcctcgtt atcctgaccg taaactctgt tatcatggtg gcgaaacccg tgtactcgtc 120
gttgatcgct ctatttcctt ctccgagttg tcgttgaaga tgggggagat gtgtggaaca 180
tcggtgagtt tacgttgcca gttgccaaca gaagacttgg acgcgctggt ttcgattact 240
tccggtgaag aactcgccta cctcatcgag gaatacgatc ggttggcatc gcctgcatcc 300
tttttaaaga tacgagcttt ccttgggatg ccaaaatcaa ccacaaaatc aatttctcta 360
tcatcctcgt ccttaacgtt atcatccact tcatcttcaa attcatcttc atcgtcatca 420
actccccggt cttcctgcgt acgtcatatc cccaggactc cccccgtcgc tttccctcct 480
tgctcctcca agaaatcaac cacaaacaat attccttgct atggttatcg agttcatcat 540
ggcaacgtta gaactggaaa cactggcaat tgcaatagca ggaaccagca tcataaactg 600
tttacctatt ttgaattggc gaagatcaat aag 633
<210> 6
<211> 648
<212> DNA
<213> 棉花(Gossypium spp.)
<400> 6
atgctccacc ctaaccataa acctaccatc aaattcctct gcagttaccg cggtaaaatc 60
cttcctcgtt atcctgaccg taaactctgt tatcatggtg gcgaaacccg tgtactcgtc 120
gttgatcgct ctatttcctt ctccgagttg tcgttgaaga tgggggagat gtgtggaaca 180
tcggtgagtt tacgttgcca gttgccaaca gaagacttgg acgcgctggt ttcgattact 240
tccggtgaag aactcgccta cctcatcgag gaatacgatc ggttggcatc gcctgcatcc 300
tttttaaaga tacgagcttt ccttgggatg ccaaaatcaa ccacaaaatc aatttctcta 360
tcatcctcgt ccttaacgtt atcatccact tcatcttcaa attcatcttc atcgtcatca 420
actccccggt cttcctgcgt acgtcatatc cccaggactc cccccgtcgc tttccctcct 480
tgctcctcca agaaatcaac cacaaacaat attccttgct atggttatct agttcatcat 540
ggcaaccata ttcagattta cgttagaact ggaaacactg gcaattgcaa tagcaggaac 600
cagcatcata aactgtttac ctattttgaa ttggcgaaga tcaattag 648
<210> 7
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 7
catcgtcatc aactccccgg tc 22
<210> 8
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 8
gctggttcct gctattgcaa ttgc 24
<210> 9
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 9
tcaagactga tttgcgtttc ca 22
<210> 10
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 10
gcgcaaaggt tggtgtcttc 20
<210> 11
<211> 44
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 11
aaggttaccg aattctctag aatgctccac cctaaccata aacc 44
<210> 12
<211> 47
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 12
cgtgagctcg gtaccggatc cgttcttcac cggaagtaat cgaaacc 47
<210> 13
<211> 108
<212> DNA
<213> 棉花(Gossypium spp. )
<400> 13
atgctccacc ctaaccataa acctaccatc aaattcctct gcagttaccg cggtaaaatc 60
cttcctcgtt atcctgaccg taaactctgt tatcatggtg gcgaaacc 108

Claims (10)

1.一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1,其特征在于,其核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
2.一种权利要求1所述基因GaNEC1在筛选有、无叶蜜腺棉花品种中的应用。
3.一种权利要求1所述基因GaNEC1在培育有、无叶蜜腺性状棉花品种中的应用。
4.一种权利要求1所述基因GaNEC1在调控棉花叶蜜腺形成中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,抑制GaNEC1基因表达量可阻碍棉花叶蜜腺的形成。
6.一种含有权利要求1所述基因GaNEC1的重组载体。
7.一种含有权利要求6所述重组载体的重组微生物。
8.一种权利要求6所述重组载体或权利要求7所述重组微生物在调控棉花叶蜜腺形成中的应用。
9.一种阻碍棉花叶蜜腺形成的方法,其特征在于,抑制基因GaNEC1表达量。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,抑制基因GaNEC1表达量的物质:
(a)如SEQ ID NO.13所示的核苷酸序列;
(b)含有(a)的重组载体;具体为将如SEQ ID NO.13所示的核苷酸序列插入表达载体得到重组载体。
CN202010149628.3A 2020-03-06 2020-03-06 一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用 Pending CN111321152A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010149628.3A CN111321152A (zh) 2020-03-06 2020-03-06 一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010149628.3A CN111321152A (zh) 2020-03-06 2020-03-06 一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111321152A true CN111321152A (zh) 2020-06-23

Family

ID=71165525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010149628.3A Pending CN111321152A (zh) 2020-03-06 2020-03-06 一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111321152A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104450733A (zh) * 2014-11-12 2015-03-25 南京农业大学 棉花腺体形成基因GoPGF的克隆及应用
CN110028566A (zh) * 2019-04-17 2019-07-19 中国农业科学院棉花研究所 GhPRXR1蛋白及其编码基因在调控棉籽含油量中的应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104450733A (zh) * 2014-11-12 2015-03-25 南京农业大学 棉花腺体形成基因GoPGF的克隆及应用
CN110028566A (zh) * 2019-04-17 2019-07-19 中国农业科学院棉花研究所 GhPRXR1蛋白及其编码基因在调控棉籽含油量中的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEI HU, 等: "Genetic and evolution analysis of extrafloral nectary in cotton", 《PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109266646B (zh) 利用CRISPR-Cas9系统敲除甘蓝型油菜BnMAX1基因的方法及应用
CN112725360B (zh) 棉花GhHDA6基因在调控植物开花期中的应用
CN110684796B (zh) CRISPR-Cas9特异性敲除大豆脂肪氧化酶基因的方法及其应用
CN109423492B (zh) SlTOE1基因在调控番茄开花时间和产量中的应用
CN116425847B (zh) 抑制核盘菌的水稻OsGLP8-10及其应用
CN105936908B (zh) 玉米生长素应答因子ZmARF21基因及其应用
CN113186200B (zh) 一对控制西瓜卷须有无和侧枝多少的基因ClTFL/Cltfl1及用途
CN108456683B (zh) 一个调控水稻抽穗期基因sid1的功能及应用
CN114921583A (zh) 一种控制小麦株高的QTL及其候选基因TaDHL-7B和应用
CN116064568A (zh) 紫花苜蓿MsASG166基因及在提高植物耐旱中的用途
CN111321152A (zh) 一种棉花叶蜜腺相关基因GaNEC1及其应用
CN110343159B (zh) 一种绿豆开花基因VrELF3的表达载体的应用
CN117431256B (zh) 一个小麦黄花叶病抗病基因TaRx-2D及其编码的蛋白和应用
CN115786362B (zh) 一种控制稻米品质的热激蛋白家族基因hsp110-3及其应用
CN110229801B (zh) 一种控制水稻叶片衰老的基因及其编码的蛋白质
CN114540375B (zh) 调控玉米开花期和光周期适应性的基因、分子标记及其应用
CN117304288B (zh) 一种水稻分蘖角度相关蛋白OsITAND及其编码基因及应用
CN115960952B (zh) 过表达玉米ZmHB53基因的表达载体和构建方法及其在提高植物耐旱性中的应用
CN113512552B (zh) 与芥菜型油菜多室性状相关的两室基因BjMc2和三室基因Bjmc2及其应用
CN114958866B (zh) 调控大豆分枝数的基因及其用途
CN116004672B (zh) 提高植物生物量和产量的磷酸甘油酸激酶基因及其应用
CN109097388B (zh) GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用
CN115927330A (zh) 桃MIR6288b在调控植物分枝数量中的应用
CN117187260A (zh) 玉米耐旱基因ZmPRX1及其功能性分子标记和应用
CN116411017A (zh) 一种多靶点基因编辑工具及其在调节水稻抽穗期方面的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200623