本技术涉及植物分子生物学和遗传育种技术,特别针对调控陆地棉株高的基因GhLHCB3及其应用。该基因全长1353 bp,其核苷酸序列和编码的氨基酸序列分别在SEQ ID No.1和SEQ ID No.2中展示。本发明提供了利用GhLHCB3基因调控棉花株高的分子育种方法,通过调整基因表达,实现对棉花株高的精确控制。
背景技术
棉花,锦葵科(Malvaceae)棉属(Gossypium)植物,是世界上最重要的纤维作物之一,也是我国最主要的经济作物。陆地棉(Gossypium hirsutum L.)作为棉花的主要栽培种,其株高是影响棉花产量、品质及抗倒伏能力的重要农艺性状。随着分子技术的发展和遗传连锁图谱的构建,对棉花株高的遗传调控机制有了更深入的研究。然而,目前关于棉花株高调控位点的基因及其具体功能仍不完全清楚,限制了通过分子育种手段优化棉花株高的能力。
矮化作为绿色革命的主题,在水稻以及小麦上获得了较好的效果,然而棉花的株高矮化依然处于进行状态。株高较矮的品种具备着优越的抗倒伏能力,能够满足密植的生长条件,同时还能够同现阶段的机械化需求相适应,将施用的肥料用于果实的形成和成熟而非徒长,提升肥料的利用效率。棉花作为一个无限生长的作物,自然植株高大,需要通过人力以及农药手段进行控制,然而人力控制会产生高额的人力成本,不利于较高经济效益的产生;使用化学手段进行控制则会带来一定的污染,同时喷洒化学抑制剂来对棉花植株进行控制若后期遇到逆境就造成棉花的抗逆能力下降或者造成棉花铃桃出现腐烂等情况,进而使得棉花的产量降低,进而不利于提升棉花的经济效益,所以,即使化控手段调节株高在现阶段得到了广泛应用和推广,但其依然有巨大的隐患和弊端。除此之外,在水稻、小麦等谷类作物育种及研究中出现的株高株型改变提升作物产量品质等现象为通过降低株高改善棉花纤维品质以及产量提供了无限可能。
理想状态下,棉花植株应该在自然状态下具有适宜的株高即控制在0.8-0.9米且综合性状良好,但现阶段很难满足需求,因此需要通过育种手段进行选育,而优异的位点和基因是选育过程中的关键资源和重要依据。通过对株高相关的优异等位位点或者基因展开深入的研究和挖掘,能够解析株高形成的遗传基础。就优异SNP位点展开分析是现代育种过程中借助基因工程技术进行生物定向改良的遗传基础,能够为深入研究棉花遗传机理提供良好的棉花基因资源。
现有研究中,虽然已发现多个与棉花株高相关的QTL(Quantitative TraitLoci),但这些QTL的定位往往不够精确,且不同研究间存在较大的遗传背景差异,导致QTL的重复性和可靠性较低。因此,亟需鉴定出更为精确、稳定的株高调控位点基因,并明确其具体的功能及作用机制,为棉花分子育种提供理论基础和技术支持。
实现思路