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    棉花纖維強度主效基因NTL9BS41及其應用制造技術

    技術編號:44030443 閱讀:3 留言:0更新日期:2025-01-15 01:11
    本發明專利技術涉及一種棉花纖維強度主效基因NTL9<supgt;BS41</supgt;及其應用。通過棉花轉基因技術,成功將NTL9<supgt;BS41</supgt;導入陸地棉并實現其在棉纖維中的高量表達,顯著增強棉花的纖維強度而未對其他纖維品質產生負面影響,過表達NTL9<supgt;BS41</supgt;能夠有效增強纖維素微纖絲堆積的密度和均勻整齊度,顯著優化了棉纖維的結構與性能。此外,該基因源于海島棉,與陸地棉相比,該基因CDS中存在24bp核苷酸的插入型變異,據此成功開發了能有效區分陸地棉和海島棉單倍型的分子標記。本發明專利技術為棉花纖維品質改良提供了新的基因資源、技術手段以及種質資源,對推動棉花育種工作進程具有深遠的應用價值與潛力。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術屬于植物基因工程,具體涉及棉花纖維強度主效基因ntl9bs41及其應用。


    技術介紹

    1、棉花是重要的天然纖維作物之一。棉花纖維廣泛應用于紡織、服裝、家居等領域。纖維強度是衡量棉花纖維品質的關鍵指標,對紡織產品的質量和性能起著決定性作用。強度高的棉纖維能夠承受更大的拉伸力,減少斷頭和疵點,提高紡織生產的效率和穩定性;強度高的棉纖維具有耐磨性、抗拉伸性和抗皺性,能延長紡織品的使用壽命。長期以來,提高棉花纖維強度一直是棉花育種工作的重要目標。然而依賴于表型選擇的傳統育種方法周期長、效率不高。

    2、陸地棉和海島棉是世界上最主要的兩個栽培品種。陸地棉產量高且具有廣適性,但其纖維品質一般。海島棉產量低,但其纖維品質十分優異。充分挖掘海島棉中的優異纖維品質的遺傳資源,并通過基因工程手段將其導入至陸地棉是實現陸地棉纖維品質遺傳改良的有效途徑。

    3、纖維強度是典型的數量性狀,易受環境影響。近年來,雖然已經有一些關于棉花纖維發育相關基因的研究報道,但對于棉花纖維強度主效基因的鑒定和功能研究仍相對較少。已有的研究大多集中在纖維強度qtl的初步定位,對于強度基因的鑒定及其在棉花纖維強度形成過程中的具體作用機制以及其在實際應用中的潛力尚未得到充分揭示。


    技術實現思路

    1、本專利技術旨在鑒定和利用海島棉中的纖維強度主效基因,并開發基于該主效基因的高效應用技術,實現陸地棉纖維品質的快速、精準改良。本專利技術提供一種棉花纖維強度基因ntl9bs41。在陸地棉的纖維中特異高表達海島棉基因型的ntl9bs41基因能夠顯著提高棉花纖維的強度,增加纖維素微纖絲堆積的緊密程度,改善棉纖維品質,從而為棉花育種提供新的基因資源以及創制新種質。

    2、本專利技術提供了一種棉花纖維強度主效基因ntl9bs41,其所編碼的蛋白序列如seqid?no:3所示。

    3、進一步地,其cds序列如seq?id?no:2所示,其基因組核苷酸序列如seq?id?no:1所示。

    4、本專利技術還提供了含有如下a1)-a3)中任一種的產品:

    5、a1)編碼上述任一所述基因的表達盒;

    6、a2)含有a1)所述表達盒的重組載體;

    7、a3)含有a1所述表達盒或a2)所述重組載體的重組微生物。

    8、本專利技術還提供了棉花纖維強度主效基因ntl9bs41的分子標記,擴增該分子標記的引物對序列如seq?id?no.4和seq?id?no.5所示。

    9、本專利技術還提供了用于擴增上述棉花纖維強度主效基因ntl9bs41分子標記的引物對,所述引物對序列如seq?id?no.4和seq?id?no.5所示。

    10、本專利技術還提供了上述基因、產品、分子標記或引物對在調控植物纖維強度、制備調控植物纖維強度產品、鑒定或輔助鑒定植物纖維強度、制備用于鑒定或輔助鑒定植物纖維強度產品或植物育種中的應用。

    11、進一步地,所述植物包括棉花。

    12、本專利技術還提供了一種增強棉花纖維強度或培育高纖維強度棉花品種的方法,包括將上述任一基因或產品導入棉花體內進行過表達。

    13、進一步地,將ntl9bs41的cds序列構建纖維特異表達載體,利用農桿菌介導的遺傳轉化法將ntl9bs41基因導入棉花受體,得到在纖維中高量表達ntl9bs41基因的轉基因棉花。

    14、本專利技術還提供了一種區分海島棉和陸地棉、鑒定或輔助鑒定棉花品種纖維強度的方法,包括提取樣本dna,采用seq?id?no:4和seq?id?no:5所示引物對進行pcr擴增,在凝膠電泳下存在條帶的樣本即為具有分子標記的棉花品種,為海島棉品種,其纖維強度顯著高于不存在條帶的棉花品種。

    15、有益效果:

    16、(1)本專利技術對棉花纖維強度的主效qtl位點進行圖位克隆,首次鑒定了棉花纖維強度的主效基因ntl9bs41。這一發現不僅為棉纖維的改良提供了新的基因資源,也為深入理解纖維發育的分子機制提供了重要線索。

    17、(2)本專利技術鑒定了ntl9中的24bp變異位點,海島棉基因型(24bp插入)材料比陸地棉基因型(24bp缺失)材料的平均纖維強度提高約1.72cn/tex,并對該變異位點進行分子標記開發,該標記能有效區分陸地棉和海島棉基因型,有利于棉花分子標記輔助選擇育種。

    18、(3)本專利技術通過將海島棉基因型ntl9bs41基因引入陸地棉,實現了陸地棉纖維品質的優化改良。這一創新性改良能在不改變其它纖維品質性狀和株型結構的前提下,顯著提升纖維強度,為棉花育種領域提供了新的種質資源。

    19、(d)本專利技術通過掃描電子顯微鏡檢測,證明ntl9bs41的高表達能提高纖維素微纖絲排列的均勻度和緊密度,從而增強了棉纖維的結構穩定性及其物理性能。本專利技術首次從細胞壁結構的角度,深入剖析了影響棉纖維強度的細胞學機制,為揭示棉花纖維強度形成的科學原因提供了關鍵的洞見。

    本文檔來自技高網...

    【技術保護點】

    1.棉花纖維強度主效基因NTL9BS41,其特征在于,所述基因編碼的蛋白序列如SEQ?IDNO:3所示。

    2.根據權利要求1所述的基因,其特征在于,所述基因的CDS序列如SEQ?ID?NO:2所示,基因組核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1所示。

    3.含有如下a1)-a3)中任一種的產品:

    4.棉花纖維強度主效基因NTL9BS41的分子標記,其特征在于,擴增該分子標記的引物對序列如SEQ?ID?NO.4和SEQ?ID?NO.5所示。

    5.用于擴增權利要求4所述棉花纖維強度主效基因NTL9BS41分子標記的引物對,其特征在于,所述引物對序列如SEQ?ID?NO.4和SEQ?ID?NO.5所示。

    6.權利要求1-2任一所述基因或權利要求3所述產品或權利要求4所述分子標記或權利要求5所述引物對在調控植物纖維強度、制備調控植物纖維強度產品、鑒定或輔助鑒定植物纖維強度、制備用于鑒定或輔助鑒定植物纖維強度產品或植物育種中的應用。

    7.根據權利要求6所述的應用,其特征在于,所述植物包括棉花。

    8.一種增強棉花纖維強度或培育高纖維強度棉花品種的方法,其特征在于,將權利要求1-2任一所述基因或權利要求3所述產品導入棉花體內進行過表達。

    9.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,將NTL9BS41的CDS序列構建纖維特異表達載體,利用農桿菌介導的遺傳轉化法將NTL9BS41基因導入棉花受體,得到在纖維中高量表達NTL9BS41基因的轉基因棉花。

    10.一種區分海島棉和陸地棉、鑒定或輔助鑒定棉花品種纖維強度的方法,包括提取樣本DNA,采用SEQ?ID?NO:4和SEQ?ID?NO:5所示引物對進行PCR擴增,在凝膠電泳下存在條帶的樣本即為具有分子標記的棉花品種,為海島棉品種,其纖維強度顯著高于不存在條帶的棉花品種。

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    【技術特征摘要】

    1.棉花纖維強度主效基因ntl9bs41,其特征在于,所述基因編碼的蛋白序列如seq?idno:3所示。

    2.根據權利要求1所述的基因,其特征在于,所述基因的cds序列如seq?id?no:2所示,基因組核苷酸序列如seq?id?no:1所示。

    3.含有如下a1)-a3)中任一種的產品:

    4.棉花纖維強度主效基因ntl9bs41的分子標記,其特征在于,擴增該分子標記的引物對序列如seq?id?no.4和seq?id?no.5所示。

    5.用于擴增權利要求4所述棉花纖維強度主效基因ntl9bs41分子標記的引物對,其特征在于,所述引物對序列如seq?id?no.4和seq?id?no.5所示。

    6.權利要求1-2任一所述基因或權利要求3所述產品或權利要求4所述分子標記或權利要求5所述引物對在調控植物纖維強度、制備調控植物纖維強度產品、鑒定或輔助鑒...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:林忠旭吳迷張獻龍
    申請(專利權)人:華中農業大學
    類型:發明
    國別省市:

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