专利名称：棉花GhLS基因、其编码蛋白及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及棉花(ihLS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/MOCl 和 Blind/RAXl 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。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。已报道的GRAS家族转录因子，包括促进植物分枝形成的番茄LS、拟南芥LAS和水稻MOCl基因，它们之间的同源性较高，而未见棉花中GRAS家族转录因子及其功能的相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供棉花(ihLS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(ihLS基因编码的蛋白，其具有SEQ ID No. 3或4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。例如，在非活性区段，将第32位的Q替换为T，或是将第110位的L缺失，或是在320位添加G均不会影响蛋白的功能。本发明还提供棉花(ihLS基因，其具有SEQ ID No. 1或2所示的核苷酸序列。本发明还提供含有棉花(ihLS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(ihLS基因的转化植物细胞。本发明进一步提供棉花(ihLS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。借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果
(1)本发明提供了棉花(ihLS基因(核苷酸序列如SEQ ID No. 1或2所示)及其编码的蛋白(氨基酸序列如SEQ ID No. 3或4所示)。(2)通过转化拟南芥las4突变体和和水稻mocl突变体，发现(^hLS可以使突变体恢复分枝的表型，因而(^hLS基因具有控制植物(拟南芥、水稻、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。
图1为本发明GRAS家族同源序列蛋白比对结果。图2为载体pCAMBIA2301结构示意图。图3为棉花(ihLS基因转化拟南芥后植物的生长情况，其中，1为las-4突变体；2 为Col-O ；3为las-4突变体转化pCAMBIA2301载体；4为las_4突变体转化(ihLS基因载体。图4为植物表达载体pCAMBIA1305. 1结构示意图。图5为棉花(ihLS基因转化水稻后植物的生长情况，其中，1为mocl突变体转化空载体 pCAMBIA1305. IAP ；2 禾Π 3 为 mocl 突变体转化 Actinl promoter =GhLS0图6为酵母双杂交饵载体PGBKT7结构示意图。图7为酵母双杂验证棉花(ihLS的转录激活活性结果。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。以下实施例中使用的陆地棉(Gossypium hirsutum)品种新陆早13号为市售商品，水稻单分蘖mocl突变体由中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋课题组惠赠，该 mocl 突变体已在文献(李学勇，Control of tillering in rice, nature, 2003)中公开。实施例1棉花(ihLS基因的获得本发明的(ihLS基因是采用同源序列法从陆地棉(Gossypiumhirsutum)品种新陆早13号克隆得到的，通过从其它植物中克隆出来的GRAS家族中控制植物分枝的亚家族成员的氨基酸序列比对，包括拟南芥AtLAS、水稻OsMOCl和番茄LeLS。根据它们VHIID区的两段保守序列TANQATL、QWPPLMQ和羧基端保守序列RLHYPSE分别设计了兼并引物(ihLSFl、 GhLSF2,GhLSR0首先以棉花基因组DNA为模板，用(ihLSFl和(ihLSR引物组合进行了第一轮扩增，没有出现特异性条带；再以第一轮PCR产物为模板，用(ihLSF2和(ihLSR引物组合进行了第二轮扩增，获得了 680bp长的核心片段。将此核心片段进行了克隆和序列分析，证明确实编码预期的GRAS家族转录因子。PCR反应体系如下(20 μ L)
权利要求
1.棉花(ihLS基因编码的蛋白，其特征在于，其具有SEQID No. 3或SEQ ID No. 4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的氨基酸序列。
2.编码权利要求1所述蛋白的基因。
3.如权利要求2所述的基因，其特征在于，其具有SEQID No. 1或SEQ ID No. 2所示的核苷酸序列。
4.含有权利要求2或3所述基因的载体。
5.含有权利要求4所述载体的宿主细胞。
6.含有权利要求2或3所述基因的转化植物细胞。
7.权利要求2或3所述的基因在促进植物分枝发育中的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其中所述的植物为拟南芥、水稻、棉花。
全文摘要
本发明涉及棉花GhLS基因及其编码的蛋白，其基因序列如SEQID No.1或2所示，其蛋白序列如SEQ ID No.3或4所示。通过转化拟南芥las4突变体和和水稻mocl突变体，发现GhLS可以使突变体恢复分枝的表型，因而GhLS基因具有控制植物(拟南芥、水稻、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。
文档编号C12N1/15GK102212123SQ20111014375
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者刘伟娜, 李学勇, 赵金凤, 邢进 申请人:中国农业科学院作物科学研究所