本發明涉及植物生物，尤其涉及一種提高棉花的抗病蟲害能力的方法。

背景技術：

1、棉花是世界上最重要的經濟作物之一,其植株的色素腺體通過積累大量的棉酚等次生代謝物,來保護植物減少病菌侵染和昆蟲取食。因此，通過提高棉花葉片腺體中次生代謝物的含量,可以增強棉花的抗病蟲害能力，減少種植過程中農藥的使用。

2、棉花色素腺體是棉屬及其近緣植物所特有的腔體結構，分布在植株各個組織中，為肉眼可見的黑色或褐色球狀結構。目前認為成熟的色素腺體由1-3層鞘細胞包圍一個含有分泌物的腔體構成，色素腺體腔的形成屬于典型的溶生發育，是由某些原始細胞在經歷了細胞溶生過程和程序性死亡過程后形成的。色素腺體合成和積累大量的棉酚等萜烯類次級代謝物，從而幫助棉花抵御害蟲。因此，色素腺體也被稱為棉花的防御性結構，其大小直接影響棉酚等萜烯類次級代謝物的合成和積累能力，進而影響到植株抗病蟲害的能力。

3、棉花色素腺體發育與抗病蟲害能力密切相關。已有的研究表明，與有色素腺體的棉花相比，無色素腺體的棉花容易受到棉鈴蟲的侵襲，高棉酚的棉花品種具有更好的抗蟲性(張劍銑和陳其瑚，棉花品種對棉鈴蟲抗蟲性的研究簡報，浙江農業大學學報，1989,16(1):14-19；benedict,j.,et?al."glandless?acala?cotton:more?susceptible?toinsects."california?agriculture?31.4(1977):14-15.)。

4、因此，需要開發提高棉花的棉酚等次生代謝物含量的方法，從而提高棉花的抗病蟲害能力。

技術實現思路

1、本發明首次獲得了負調控棉花腺體大小的基因——棉屬vq22基因。抑制vq22基因的表達或敲除vq22基因后，突變體棉花色素腺體的直徑顯著增大，并且次生代謝物發生顯著改變。與野生型棉花相比，突變體棉花的抗病蟲害能力顯著提高。

2、相應地，在第一方面，本發明提供了提高棉花抗病蟲害能力的方法，所述方法包括抑制所述棉花中的vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性。

3、在本文中，術語“包含”、“具有”、“包括”和“含有”應被解釋為開放式術語(即意味著“包括但不限于”)。

4、在本文中，“和/或”是指并且包括相關聯的所列項目中的一個或多個項目的任意和所有可能組合。例如，組合物包含a和/或b可以解釋為組合物包含a、組合物包含b或組合物包含a和b。

5、術語“蛋白質”、“蛋白”、“肽”、“多肽”和“氨基酸序列”可以互換使用，并且在其最廣泛的意義上是指兩個或更多個氨基酸亞基、氨基酸類似物或肽模擬物的聚合形式?！暗鞍踪|”、“蛋白”、“肽”、“多肽”和“氨基酸序列”含有至少兩個氨基酸，并且對氨基酸的最大數目沒有限制。本文所用術語“氨基酸”是指天然和/或非天然或合成的氨基酸，包括d和l光學異構體和氨基酸類似物。

6、術語“核酸”、“核酸分子”、“核酸序列”、“核苷酸序列”和“多核苷酸”可以互換使用，并且指任何長度的核苷酸(核糖核苷酸或脫氧核糖核苷酸)的聚合形式。因此，該術語包括但不限于單鏈、雙鏈或雙鏈dna或rna、基因組dna、cdna、dna-rna雜交體或包含、由或基本上由嘌呤和嘧啶堿基或其它天然的、化學或生物化學修飾的、非天然的或衍生的核苷酸堿基組成的聚合物。

7、當術語“編碼”應用于核苷酸序列(例如本文所述的vq22基因)時，是指如果在其天然狀態下或當通過本領域技術人員熟知的方法操作時，其可以被轉錄以產生mrna和/或被翻譯以產生多肽，則稱其為“編碼”rna或“編碼”多肽的核苷酸序列。反義鏈是這種核酸的互補物，并且可以從其推導出編碼序列。

8、如本文所用，“表達”是指核酸序列被轉錄成mrna的過程和/或轉錄的mrna隨后被翻譯成肽、多肽、氨基酸序列或蛋白質的過程。在一些情況下，本文所述的“表達”還包括對mrna分子的剪接、修飾、加工等。

9、“抑制所述棉花中的vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性”包括但不限于抑制vq22基因轉錄的起始、介導其轉錄生成的mrna的降解、降低其轉錄生成的mrna的穩定性、使vq22基因轉錄提前中止、破壞vq22基因表達框、介導vq22基因編碼的蛋白的降解、破壞vq22基因編碼的蛋白的功能。

10、在一些實施方案中，抑制所述棉花中的vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性通過選自下組的一種或多種方式實現：基因敲除、基因沉默、基因突變和導入抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑。

11、在一些實施方案中，本發明所述的vq22基因的基因敲除通過基因編輯技術實現。在一些優選的實施方案中，所述基因編輯技術包括選自下組的一種或多種：鋅指核酸酶(zfn)技術、轉錄激活效應因子核酸酶(talen)技術和crispr/cas系統介導的基因編輯技術。

12、在一些具體的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

13、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與用于基因編輯的試劑接觸；

14、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

15、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

16、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與包含靶向vq22基因的向導rna(grna)和cas蛋白的試劑接觸；

17、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

18、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

19、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與包含含有編碼靶向vq22基因的grna和cas蛋白的核苷酸序列的載體的試劑接觸；

20、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

21、“載體”是指遺傳物質的遞送工具或元件。在本文中，術語“載體”是指包含多核苷酸的一個或一系列大分子，其促進多核苷酸在體外或體內遞送到靶細胞、靶組織或靶器官中。待遞送的多核苷酸有時被稱為“目的基因”，包含但不限于可以增強、抑制、削弱、保護、觸發或預防某些生物學功能和生理機能的某些蛋白質或多肽的編碼序列、rnai組分的編碼序列或可選的標記。在載體中，蛋白質、多肽、rnai組分等的編碼序列通?？刹僮鞯剡B接于表達調控元件，例如啟動子。在一些實施方案中，載體可以是直鏈dna分子。在一些實施方案中，載體可以是環狀dna分子。在一些實施方案中，載體可以是單鏈dna分子、單鏈rna分子、雙鏈dna分子或雙鏈rna分子。

22、在一些更優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

23、(1)將包含編碼靶向vq22基因的grna和cas蛋白的核苷酸序列的載體轉化到農桿菌中；

24、(2)使分離自棉花種子的莖尖與來自步驟(1)的農桿菌接觸；

25、(3)培養來自步驟(2)的莖尖，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

26、任何可用于基因編輯的cas蛋白均可用于本發明所述的方法中，包括但不限于cas9蛋白、cas12a蛋白、cas12b蛋白、cas13a蛋白和cas14蛋白。

27、在一些實施方案中，本發明所述的vq22基因的基因沉默通過選自下組的一種或多種方式實現：rna干擾(rnai)、病毒誘導的基因沉默(vigs)、轉錄因子缺失和crispr-cas9系統介導的基因沉默。

28、在一些具體的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

29、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與用于基因沉默的試劑接觸；

30、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

31、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

32、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與包含介導vigs的農桿菌的試劑接觸；

33、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

34、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

35、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與含有靶向vq22基因的grna和dcas蛋白的試劑接觸；

36、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

37、術語“dcas”蛋白是指cas蛋白的突變體，其剪切酶活性喪失，保留了由grna引導的靶向目的基因的能力。在一些優選的實施方案中，所述dcas蛋白為dcas9蛋白。

38、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

39、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與包含含有編碼靶向vq22基因的grna和dcas蛋白的核苷酸序列的載體的試劑接觸；

40、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

41、在一些更優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

42、(1)將包含編碼靶向vq22基因的grna和dcas蛋白的核苷酸序列的載體轉化到農桿菌中；

43、(2)使分離自棉花種子的莖尖與來自步驟(1)的農桿菌接觸；

44、(3)培養來自步驟(2)的莖尖，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

45、在一些實施方案中，本發明所述的vq22基因的基因突變通過選自下組的一種或多種方式實現：篩選自然變異、物理誘變、化學誘變、生物誘變和基因編輯技術。

46、在一些實施方案中，物理誘變包括但不限于α射線誘變、β射線誘變、γ射線誘變、x射線誘變、中子和其他粒子誘變、紫外線誘變和微波輻射誘變。

47、在一些實施方案中，化學誘變包括但不限于使用烷化劑(例如甲基磺酸乙酯(ems)、乙烯亞胺(ei)、亞硝基乙基脲烷(neu)、亞硝基甲基脲烷(nmu)、硫酸二乙酯(des)、亞硝基胍(ng))、核酸堿基類似物(例如5-溴尿嘧啶(bu)、5-溴去氧尿核苷(budr))和抗生素(例如重氮絲氨酸、絲裂毒素c)。

48、在一些實施方案中，生物誘變包括但不限于病毒或細菌介導的誘變。

49、在一些實施方案中，基因編輯技術包括選自下組的一種或多種：鋅指核酸酶(zfn)技術、轉錄激活效應因子核酸酶(talen)技術和crispr/cas系統介導的基因編輯技術。

50、在一些實施方案中，抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑包括選自下組的一種或多種：sirna、mirna、dsrna、shrna、hprna、ihprna、反義rna、反義dna、核酶、抗體或其抗原結合片段、小分子化合物、蛋白配體和crispr試劑。

51、“crispr試劑”是指包含可以實現基因表達調控或基因編輯的各種有效組分的組合物。通常情況下，crispr試劑包含靶向目的基因的grna或其編碼核苷酸序列、cas蛋白或其編碼核苷酸序列和/或dcas蛋白或其編碼核苷酸序列。在一些情況下，crispr試劑還包含促進同源重組或基因編輯的其他功能性組分。

52、在一些具體的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

53、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑接觸；

54、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

55、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

56、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與含有靶向vq22基因的grna和dcas蛋白的試劑接觸；

57、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

58、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

59、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與包含含有編碼靶向vq22基因的grna和dcas蛋白的核苷酸序列的載體的試劑接觸；

60、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

61、在一些更優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

62、(1)將包含編碼靶向vq22基因的grna和dcas蛋白的核苷酸序列的載體轉化到農桿菌中；

63、(2)使分離自棉花種子的莖尖與來自步驟(1)的農桿菌接觸；

64、(3)培養來自步驟(2)的莖尖，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

65、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

66、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與含有靶向vq22基因的dsrna的試劑接觸；

67、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

68、在一些優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

69、(1)使棉花的種子、組織、細胞、器官或植株與包含含有編碼靶向vq22基因的dsrna的核苷酸序列的載體的試劑接觸；

70、(2)培養來自步驟(1)的棉花的種子、組織、細胞、器官或植株，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

71、在一些更優選的實施方案中，本發明的方法包括以下步驟：

72、(1)將包含編碼靶向vq22基因的dsrna的核苷酸序列的載體轉化到農桿菌中；

73、(2)使分離自棉花種子的莖尖與來自步驟(1)的農桿菌接觸；

74、(3)培養來自步驟(2)的莖尖，以獲得抗病蟲害能力提高的棉花種子、組織、細胞、器官或植株。

75、棉屬vq22基因編碼的蛋白是棉花色素腺體發育的負調控因子。在本文中，“vq22基因”包括來自棉屬基因組中的野生型vq22基因，也包括經過篩選自然變異、人工誘變或人工改造獲得的突變型vq22基因(即野生型vq22基因的功能變體)，前提是該突變型vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性與野生型vq22基因無差異或基本無差異。

76、在一些實施方案中，本發明所述vq22基因來源于陸地棉(gossypium?hirsutum)、亞洲棉(gossypium?arboretum)、異常棉(gossypium?anomalum)、斯特提棉(gossypiumsturtianum)、雷蒙德氏棉(gossypium?raimondii)、司篤克氏棉(gossypium?stocksii)、長萼棉(gossypium?longicalyx)、比克氏棉(gossypium?bickii)、圓葉棉(gossypiumrotundifolium)或海島棉(gossypium?barbadense)。在一些優選的實施方案中，本發明所述vq22基因來源于陸地棉。

77、陸地棉是世界上栽培最廣泛的棉種之一，具有異源四倍體ad基因組。在一些實施方案中，本發明所述的vq22基因為位于陸地棉d亞基因組上的vq22基因。在一些實施方案中，本發明所述的vq22基因為位于陸地棉a亞基因組上的vq22基因。在一些實施方案中，本發明所述的vq22基因為位于陸地棉d亞基因組上的vq22基因和位于陸地棉a亞基因組上的vq22基因。

78、在一些實施方案中，本發明所述vq22基因編碼的蛋白包含如seq?id?no:2或seqid?no：4所示的氨基酸序列，或者與seq?id?no:2或seq?id?no:4具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的序列同一性的氨基酸序列。

79、在一些實施方案中，本發明所述vq22基因包含如seq?id?no：1或seq?id?no：3所示的核苷酸序列，或者與seq?id?no:1或seq?id?no:3具有至少60％、至少70％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的序列同一性的核苷酸序列。

80、術語“序列同一性”是指兩個多肽之間或兩個核酸序列之間的序列相似性。同一性百分比可以通過比較每個序列中的位置來確定，所述序列可以為了比較的目的而比對。當被比較序列中的位置被相同的堿基或氨基酸占據時，則分子在該位置是相同的。序列之間的同一性程度取決于共享的匹配位置數目?！盁o關”或“非同源”序列與本發明的序列之一共享小于40％的同一性、小于25％的同一性。通過將核酸或氨基酸序列導入clustalw(可從https://genome.jp/tools-bin/clustalw/獲得)并使用該clustalw，可以確定本文提供的核酸或氨基酸序列的比對和序列同一性百分比。

81、當涉及特定分子、生物材料或細胞物質時，術語“等同物”或“功能變體”可以互換使用，并且是指與參照物具有最小同源性同時仍保持所需結構或功能的那些。等同多肽的非限制性實例包括與參照多肽(例如本發明所述的vq22基因編碼的蛋白)具有至少約80％、至少約85％、至少約90％、至少約95％、至少約96％、至少約97％、至少約98％、或至少約99％序列同一性的多肽；或由與參考多核苷酸(例如本發明所述的野生型vq22基因)具有至少約60％、至少約70％、至少約80％、至少約85％、至少約90％、至少約95％、至少約96％、至少約97％、至少約98％、或至少約99％序列同一性的多核苷酸編碼的多肽。

82、與本發明所述參照多肽(例如本發明所述的vq22基因編碼的蛋白)相比，具有一個或多個氨基酸修飾的等同物也涵蓋在本發明的范圍內，條件是該一個或多個氨基酸修飾不影響或基本上不影響該參照多肽的功能。如本文所用，氨基酸修飾可以是氨基酸取代、氨基酸缺失或氨基酸插入。氨基酸取代可以是保守氨基酸取代或非保守氨基酸取代。保守取代(也稱為保守突變、保守置換或保守變異)是蛋白質中的氨基酸置換，其將給定氨基酸改變為具有相似生化性質(例如電荷、疏水性或大小)的不同氨基酸。如本文所用，“保守取代”是指氨基酸殘基被另一個生物學上相似的殘基置換。保守取代的實例包括一個疏水殘基如異亮氨酸、纈氨酸、亮氨酸或甲硫氨酸取代另一個；或一個帶電荷或極性殘基取代另一個，如精氨酸取代賴氨酸，谷氨酸取代天冬氨酸，谷氨酰胺取代天冬酰胺等。保守取代的其它示例性實例包括以下變化：丙氨酸變為絲氨酸；天冬酰胺變為谷氨酰胺或組氨酸；天冬氨酸變為谷氨酸；半胱氨酸變為絲氨酸；甘氨酸變為脯氨酸；組氨酸變為天冬酰胺或谷氨酰胺；賴氨酸變為精氨酸、谷氨酰胺或谷氨酸；苯丙氨酸變為酪氨酸，絲氨酸變為蘇氨酸；蘇氨酸變為絲氨酸；色氨酸變為酪氨酸；酪氨酸變為色氨酸或苯丙氨酸；等等。

83、本發明所述的方法通過抑制所述棉花中的vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性調控棉花色素腺體的發育，使棉花色素腺體增大、棉酚等次生代謝物的含量增加，從而提高棉花的抗病蟲害能力。

84、在一些實施方案中，所述病蟲為選自下組的一種或多種：棉鈴蟲、棉蚜蟲、紅蜘蛛、棉盲蝽、地老虎、金針蟲、金龜子、螻蛄、棉葉螨、煙薊馬和紅鈴蟲。在一些優選的實施方案中，所述病蟲為棉鈴蟲和棉蚜蟲。在一些更優選的實施方案中，所述病蟲為棉鈴蟲。

85、本發明所述的方法可用于提高多種棉花的抗病蟲害能力，包括但不限于陸地棉、亞洲棉、異常棉、斯特提棉、雷蒙德氏棉、司篤克氏棉、長萼棉、比克氏棉、圓葉棉或海島棉。在一些優選的實施方案中，本發明所述的方法用于提高陸地棉的抗病蟲害能力。在一些更優選的實施方案中，本發明所述的方法用于提高陸地棉的抗棉鈴蟲害的能力。

86、在第二方面，本發明提供了通過本發明第一方面的方法獲得的棉花，或來源于所述棉花的細胞、種子、組織或器官。

87、在第三方面，本發明提供了棉花細胞、種子、組織、器官或植株，所述棉花細胞、種子、組織、器官或植株中的vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性受到抑制。

88、在一些實施方案中，所述抑制通過選自下組的一種或多種方式實現：基因敲除、基因沉默、基因突變和導入抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑。

89、在一些實施方案中，所述基因敲除通過基因編輯技術實現。在一些優選的實施方案中，所述基因編輯技術包括選自下組的一種或多種：鋅指核酸酶(zfn)技術、轉錄激活效應因子核酸酶(talen)技術和crispr/cas系統介導的基因編輯技術。

90、在一些實施方案中，所述基因沉默通過選自下組的一種或多種方式實現：rna干擾(rnai)、病毒誘導的基因沉默(vigs)、轉錄因子缺失和crispr-cas9系統介導的基因沉默。

91、在一些實施方案中，所述基因突變通過選自下組的一種或多種方式實現：篩選自然變異、物理誘變、化學誘變、生物誘變和基因編輯技術。其中，所述物理誘變、化學誘變、生物誘變和基因編輯技術可以通過本發明第一方面列舉的方法、試劑或技術來實現。

92、在一些實施方案中，所述抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑包括選自下組的一種或多種：sirna、mirna、dsrna、shrna、hprna、ihprna、反義rna、反義dna、核酶、抗體或其抗原結合片段、小分子化合物、蛋白配體和crispr試劑。

93、在一些實施方案中，所述vq22基因編碼的蛋白包含如seq?id?no：2或seq?id?no：4所示的氨基酸序列，或者與seq?id?no:2或seq?id?no：4具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的序列同一性的氨基酸序列。

94、在一些實施方案中，所述vq22基因包含如seq?id?no:1或seq?id?no:3所示的核苷酸序列，或者與seq?id?no:1或seq?id?no:3具有至少60％、至少70％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的序列同一性的核苷酸序列。

95、本發明提供的棉花細胞、種子、組織、器官或植株中，vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性受到抑制，使色素腺體增大、棉酚等次生代謝物的含量增加，從而提高了棉花細胞、種子、組織、器官或植株的抗病蟲害能力。

96、在一些實施方案中，所述病蟲為選自下組的一種或多種：棉鈴蟲、棉蚜蟲、紅蜘蛛、棉盲蝽、地老虎、金針蟲、金龜子、螻蛄、棉葉螨、煙薊馬和紅鈴蟲。在一些優選的實施方案中，所述病蟲為棉鈴蟲和棉蚜蟲。在一些更優選的實施方案中，所述病蟲為棉鈴蟲。

97、在一些實施方案中，本發明提供的棉花細胞、種子、組織、器官或植株來源于陸地棉、亞洲棉、異常棉、斯特提棉、雷蒙德氏棉、司篤克氏棉、長萼棉、比克氏棉、圓葉棉或海島棉。在一些優選的實施方案中，本發明提供的棉花細胞、種子、組織、器官或植株來源于陸地棉。

98、在第四方面，本發明提供了組合物，其包含抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑。

99、在一些實施方案中，所述抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑包含選自下組的一種或多種：sirna、mirna、dsrna、shrna、hprna、ihprna、反義rna、反義dna、核酶、抗體或其抗原結合片段、小分子化合物、蛋白配體和crispr試劑。

100、在一些實施方案中，所述組合物進一步包含農業上可接受的載體。

101、術語“農業上可接受的載體”是指適用于將本發明所述的抑制vq22基因編碼的蛋白的表達和/或活性的試劑遞送至植物的溶劑、懸浮劑和/或賦形劑。載體可以是液體、固體或半固體。在一些實施方案中，適用于本發明的農業上可接受的載體可以選自下組中的一種或多種：水、緩沖液、dmso、表面活性劑如tween-20。本領域技術人員已知的農業上可接受的任何載體均可用于本發明的組合物中。

102、在一些實施方案中，所述組合物可以配制成溶液劑、乳劑、混懸劑、粉劑、泡沫劑、糊劑、顆粒劑、氣霧劑、用活性物質浸漬的天然的和合成的材料、在多聚物中的微膠囊、用于種子的包衣劑。

103、在一些實施方案中，本發明提供的組合物可以直接施用于棉花細胞、種子、組織、器官或植株。通過本領域技術人員熟知的方法培養經施用組合物的棉花細胞、種子、組織、器官或植株，能夠獲得抗病蟲害能力提高的棉花細胞、種子、組織、器官或植株。此外，可以對抗病蟲害能力提高的棉花植株進行進一步的分離或培養，從而獲得抗病蟲害能力提高的棉花細胞、種子、組織、器官或植株。

104、在一些實施方案中，本發明提供的組合物可以與其他有利于植物生長和繁殖的物質(例如植物生長調節劑)組合施用于棉花細胞、種子、組織、器官或植株。

105、在一些實施方案中，本發明提供的組合物用于提高棉花的抗病蟲害能力。

106、本發明提供的組合物施用于棉花細胞、種子、組織、器官或植株后，能夠使棉花細胞、種子、組織、器官或植株的色素腺體增大、棉酚等次生代謝物的含量增加，從而提高棉花細胞、種子、組織、器官或植株的抗病蟲害能力。

107、本發明發現棉屬vq22基因是腺體特異性表達基因。通過將vq22基因的啟動子與gus基因融合并將融合表達載體轉入棉花中，發現vq22基因的啟動子能夠驅動gus基因的腺體特異性表達，說明vq22基因的啟動子可用于在棉花色素腺體中介導其他分子(例如rna或蛋白質)的特異性表達。

108、相應地，在第五方面，本發明提供了dna分子，其包含seq?id?no：5或seq?id?no：6所示的核苷酸序列，或包含與seq?id?no:5或seq?id?no：6具有60％、至少70％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的序列同一性的核苷酸序列。

109、在一些實施方案中，所述dna分子用于使目的基因在棉花的色素腺體中表達。

110、在第六方面，本發明提供了一種在棉花的色素腺體中特異性表達rna或蛋白質的方法，所述方法包括將包含vq22基因的啟動子和編碼目的rna或目的蛋白的核苷酸序列的核酸構建體導入棉花，其中所述編碼目的rna或目的蛋白的核苷酸序列可操作地連接于所述vq22基因的啟動子，使得所述vq22基因的啟動子能夠介導目的rna或目的蛋白的表達。

111、本發明還提供了一種在棉花的色素腺體中特異性表達rna或蛋白質的方法，所述方法包括將編碼目的rna或目的蛋白的核苷酸序列放置在棉花的內源性vq22基因的啟動子的下游，使得所述內源性vq22基因的啟動子能夠介導目的rna或目的蛋白的表達。

112、在一些實施方案中，vq22基因的啟動子包含與seq?id?no：5或seq?id?no:6具有至少60％、至少70％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的序列同一性的核苷酸序列。