植物HOX3/CCR4-NOT复合体模块、其功能及应用

一、项目简介

本发明属于植物分子生物学与基因工程领域,具体涉及植物HOX3转录因子与CCR4-NOT复合体形成的功能模块、该模块在调控植物生长发育及胁迫响应中的新功能,及其在作物遗传改良中的应用。

CCR4-NOT复合体是一个在真核生物中高度保守的多蛋白复合物,核心功能是作为重要的转录调控因子和mRNA脱腺苷酸酶,通过调控mRNA的稳定性与翻译效率,在基因表达的转录后水平发挥核心作用。在植物中,该复合体被报道参与光信号传导、激素响应及非生物胁迫应答等多种过程。然而,其如何被特异性招募到特定靶标mRNA上以实现精确的基因调控,仍是研究的重点。

本发明的核心在于发现并证实了同源异型盒(Homeobox)转录因子家族成员HOX3,能够作为特异性因子与CCR4-NOT复合体相互作用,形成一个功能性的调控模块。研究表明,HOX3通过其特定的结构域直接结合到下游靶基因的调控区,同时招募CCR4-NOT复合体至这些位点。这种招募可能通过复合体中的特定亚基(如CAF1或NOT蛋白)实现。HOX3-CCR4-NOT模块通过此机制,特异性地影响一组关键基因(如与细胞分化、器官发育或逆境响应相关的基因)的mRNA稳定性,从而精确调控其表达水平。

通过遗传学手段(如过表达或基因敲除)改变HOX3的表达或其与CCR4-NOT的互作,可以显著影响植物的株高、叶型、开花时间等农艺性状,同时增强植物对干旱、高盐等非生物胁迫的耐受性。该发现为通过操纵这一内源调控模块来定向改良作物性状提供了全新的靶点和强有力的技术工具。

二、专利摘要

本发明提供了一种植物HOX3/CCR4‑NOT复合体模块、其功能及应用。首次揭示棉属植物中一种新型的相互作用模块(信号通路),称为“HOX3/CCR4‑NOT复合体”模块,该模块与棉纤维的长度密切关联,可应用于进行纤维的长度调控。本发明为棉属植物的性状优化提供了新的途径。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请,申请号:202410857130.0,实质审查中;持有人项目编号:SIPPE24-04。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯,wzhang@cemps.ac.cn,021-54924138。