植物表皮毛控制基因制造技术

本发明专利技术提供了一种新的植物表皮毛调控蛋白－ＧａＭＹＢ２蛋白，编码ＧａＭＹＢ２蛋白的多核苷酸和经重组技术产生这种ＧａＭＹＢ２蛋白的方法。ＧａＭＹＢ２蛋白是一个控制棉纤维发育的关键基因，可控制表皮毛的发育。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业科学和植物改良基因工程领域。具体地说，本专利技术涉及新的植物表皮毛控制基因GaMYB2及其编码蛋白。本专利技术还公开了GaMYB2基因的用途，尤其在改良棉纤维基因工程中的应用。
技术介绍
植物表皮毛是单细胞水平上研究细胞分化、极性生长和形态建成的一个模式系统(Hulskamp，2004，Nat.Rev.Mol.Cell Biol.5，471-480)。植物表皮毛分为腺毛和非腺毛，主要的功能是保护植物，如抵御虫害、减少蒸发、提高抗冻力和防紫外线等(Marks等，1997，Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.48，137-163)。其中，棉纤维和腺毛还具有重要的经济价值(Wilkins等，2000，Crit.Rev.Plant Sci.19，511-550；Wagner等，2004，Ann.Bot.(Lond)93，3-11)。棉纤维是棉花种子的表皮毛，它是纺织工业最重要的天然纤维原料。棉纤维是一个单细胞，是已知的最长的植物细胞，一般长2.2～3.0cm；棉纤维细胞不含木质素，纤维素占细胞干重的95％(Kim和Triplett，2001，Plant Physiol.1271361-1366)。棉纤维发育研究的进展主要是分离了一些棉纤维优势或特异表达基因(John&Crow，1992，Proc.Natl.Acad.Sci USA 895769-5773；Li等，2002，Biochim.Biophys.Acta 1487106-111；Ji等，2003，Nucleic.AcidsRes.312534-2543；Ruan等，2003，Plant Cell 15952-964)。植物纤维素合成酶的第一个亚基CesA1/CesA2首先克隆于棉花(Pear等，1996，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 9312637-12642)。MYB类基因是克隆棉纤维发育关键基因的焦点，一些自棉纤维中分离的MYB基因的表达特征和进化关系受到重视(Cedroni等，2003，Plant Mol.Biol.51313-325)。迄今为止，只有棉花蔗糖合成酶基因Sus(sucrose synthase gene)在棉花植物中证实与棉纤维发育相关。反义RNA分析表明，Sus参与棉纤维伸长(Ruan等，2003，Plant Cell 15952-964)。综上所述，目前位置对调控植物表皮毛的基因还知之甚少，因此为了调控植物表皮发育，尤其是改良棉纤维的品质性状，本领域迫切需要开发新的植物表皮毛调控基因。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的植物表皮毛调控蛋白GaMYB2蛋白以及其活性片段、类似物和衍生物。本专利技术的另一目的是提供编码这些多肽的多核苷酸。本专利技术的另一目的是提供生产这些多肽的方法以及该多肽和编码序列的用途。在本专利技术的第一方面，提供新颖的分离出的GaMYB2多肽，它包括具有SEQ IDNO2氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。较佳地，该多肽选自下组(a)具有SEQ ID NO2氨基酸序列的多肽；(b)将SEQ ID NO2氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有调控表皮毛发育的功能的由(a)衍生的多肽；(c)具有SEQ ID NO2中第12-117位所示的R2R3MYB结构域和第171-197位所示的激活域，且具有调控表皮毛发育的功能的由(a)衍生的多肽。更佳地，该多肽是具有SEQ ID NO2氨基酸序列的多肽。在本专利技术的第二方面，提供编码分离的这些多肽的多核苷酸，该多核苷酸包含—核苷酸序列，该核苷酸序列与选自下组的—种核苷酸序列有至少70％(更佳地至少80％，最佳地至少90％)相同性(a)编码上述棉花GaMYB2多肽的多核苷酸；和(b)与多核苷酸(a)互补的多核苷酸。较佳地，该多核苷酸编码具有SEQ ID NO2所示氨基酸序列的多肽。更佳地，该多核苷酸的序列是选自下组的一种(a)具有SEQ ID NO1中74-745位的序列；(b)具有SEQ ID NO1中1-818位的序列；或(c)具有SEQ ID NO3中1-594位的序列；(d)具有SEQ ID NO3中1-597位的序列。在本专利技术的第三方面，提供了含有上述多核苷酸的载体，以及被该载体转化或转导的宿主细胞或者被上述多核苷酸直接转化或转导的宿主细胞，尤其是植物细胞。还提供了由转化的植物细胞所再生的植株。在本专利技术的第四方面，提供了制备棉花GaMYB2多肽的方法，该方法包含(a)在适合表达的条件下，培养上述被转化或转导的宿主细胞；(b)从培养物中分离出棉花GaMYB2多肽。在本专利技术的第五方面，提供了与上述的棉花GaMYB2多肽特异性结合的抗体。在本专利技术的第六方面，提供了一种改变植物表皮毛的方法，其特征在于，它包括步骤(1)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有GaMYB2多肽的DNA编码序列，所述的GaMYB2多肽的选自下组(a)具有SEQ ID NO2氨基酸序列的多肽；(b)将SEQ ID NO2氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有调控表皮毛发育的功能的由(a)衍生的多肽；(c)具有SEQ ID NO2中第12-117位所示的R2R3MYB结构域和第171-197位所示的激活域，且具有调控表皮毛发育的功能的由(a)衍生的多肽；(2)将植物细胞或组织或器官与步骤(1)中的农杆菌接触，从而使GaMYB2多肽的DNA编码序列转入植物细胞，并且整合到植物细胞的染色体上；(3)选择出转入GaMYB2多肽的DNA编码序列的植物细胞或组织或器官；(4)将步骤(3)中的植物细胞或组织或器官再生成植株。在另一优选例中，所述的植物是拟南芥或棉花。在本专利技术的第七方面，提供了一种GaMYB2多肽的用途，其特征在于，它用于改变植物的表皮毛。本专利技术的其它方面由于本文的技术的公开，对本领域的技术人员而言是显而易见的。附图说明图1显示了GaMYB2基因的序列。下划线的序列为编码区，方框中的序列为内含子。图2显示了GaMYB2基因编码的蛋白序列。下划线的序列为R2R3MYB结构域，方框中的序列为激活域。图3显示了GaMYB2基因在棉花中的表达特征。DPA代表开花后的天数(dayspost-anthesis)。His代表histone3基因。图4显示了GaMYB2基因对拟南芥表皮毛发育的调控。具体实施例方式本专利技术人经过广泛而深入的研究，首次从亚洲棉(Gossypium arboreum)(也称为木本棉)中分离到一个植物表皮毛调控基因，命名为GaMYB2。原位杂交和RT-PCR分析分析表明GaMYB2是一个棉纤维高表达的基因。酵母单杂交和拟南芥植物分析实验表明，GaMYB2调控棉纤维特异表达启动子GaRDL1。GaMYB2能控制拟南芥表皮毛的发育，不仅GL1∷GaMYB2完全互补拟南芥gl1突变体，而且35S∷GaMYB2可促使拟南芥种子产生表皮毛。因此，GaMYB2是一个控制棉纤维发育的关键基因，调控表皮毛发育。在本专利技术中，术语“GaMYB2蛋白”、“GaMYB2多肽”或“植物表皮毛调控蛋白GaMYB2”可互换使用，都指具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的ＧａＭＹＢ２多肽，其特征在于，该多肽选自下组：（ａ）具有ＳＥＱＩＤＮＯ：２氨基酸序列的多肽；（ｂ）将ＳＥＱＩＤＮＯ：２氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有调控表皮毛发 育的功能的由（ａ）衍生的多肽；（ｃ）具有ＳＥＱＩＤＮＯ：２中第１２－１１７位所示的Ｒ２Ｒ３ＭＹＢ结构域和第１７１－１９７位所示的激活域，且具有调控表皮毛发育的功能的由（ａ）衍生的多肽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓亚，王水，李春红，王凌健，
申请(专利权)人：中国科学院上海生命科学研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]