一种育性基因及其应用制造技术

本发明专利技术为一种育性基因及其应用，提供了一种育性基因FL2及其突变体，及所述基因及其突变体在杂交育种中的应用，包括不育系繁殖和杂交种子制备。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2013年11月7日的中国专利申请201380004377.8“一种育性基因及其应用”的分案申请。
本专利技术属于生物
，具体涉及植物杂交育种方法，包括不育系繁殖和杂交种子制备，更具体地涉及一个育性基因FL2及其突变体及其在杂交育种中的应用。技术背景杂交育种是提高农作物生产的有效途径，杂交种通常比常规种具有明显的产量、抗性和适应性优势，杂交种的选育通常也比常规种选育周期短、见效快。目前杂交育种已经成为许多作物的主要育种方法。作物雄性不育系的选育是杂交育种的关键环节。雄性不育系是雄配子发育缺陷、雌配子发育正常的植物个体，作为母本接受来自父本的花粉。雄性不育系的选育需要考虑几个因素：1、杂交配组：不育系与相应的父本植物组合产生具有优良性状的杂交后代；2、不育系的繁殖：不育系能在一定条件下恢复育性使其得到保持；3、不育系自身繁殖以及杂交制种效率：好的不育系必须易于繁殖，而且杂交制种产量高。目前用于水稻杂交育种的雄性不育系包括细胞质不育系和细胞核不育系。细胞质雄性不育杂交育种体系涉及雄性不育系、恢复系和保持系，即所谓的三系法。三系杂交需要有特定的恢复系和保持系，不但制种过程复杂，还大大限制了杂种优势对不同品种资源的利用。与三系法对应的二系法利用核基因控制的不育系和该不育系在特定生长环境条件下恢复育性的特点，使恢复系和保持系合二为一。与“三系法”相比，“两系法”具有明显的优势，既省去了保持系而简化了杂交种子的生产程序，且大大扩展了父本的选择范围，可以将各种优良性状组合到杂交后代中。用于两系杂交的不育系的关键特性是：在一定的条件下不育系保持不育性，可用于杂交制种；而条件改变时不育系可恢复育性自身繁殖，达到保持该不育系的目的。目前两系杂交中采用的不育系多为光温敏不育系，其育性受温度和光照变化影响，这些环境因素的不稳定会影响不育系的稳定性，导致自交结实，降低了杂交种子的纯度，从而使制种风险增加。而且利用目前技术所能选用的用于两系杂交的不育系十分有限，比如粳稻品种中几乎没有很好的两系杂交组合，限制了品种资源的充分利用。为了解决目前水稻杂交种育种方法中存在的缺陷，如不育系的稳定性、杂交品种资源的局限性、制种技术复杂、制种成本高等技术瓶颈，人们正在尝试新的杂交育种技术，新型的杂交育种技术将充分利用隐性核基因控制的雄性不育基因，构建育性稳定不受环境影响的不育系，解除环境因素对杂交育种的制约，消除生产上的潜在风险；同时，所利用的隐性核不育基因应该适用于绝大多数品种，使杂种优势资源利用大幅提高，解决杂种优势的资源利用问题；本专利技术即提供了一种作物育性基因以及基于该基因突变所产生的雄性不育系，该不育系的育性稳定、不受环境条件影响、能够被野生型转基因恢复。该基因以及该基因突变产生的不育系为构建新型杂交育种体系提供了必要的元件。
技术实现思路
专利技术简述本专利技术提供了一种DNA序列，所述DNA序列具有调控植物育性的功能，其特征在于，所述DNA序列选自下列组的序列之一：a)具有SEQIDNO：1、5或27所示的核苷酸序列；b)具有SEQIDNO：10或11所示的核苷酸序列；c)具有SEQIDNO：13或14所示的核苷酸序列；d)具有SEQIDNO：16或17所示的核苷酸序列；e)具有SEQIDNO：19所示的核苷酸序列；f)具有SEQIDNO：21或22所示的核苷酸序列；g)在严格条件下能够与(a)-(f)之任一所述序列的DNA杂交的DNA序列；或h)与(a)-(g)之任一所述序列互补的DNA序列。上述DNA序列编码的氨基酸序列如SEQIDNO：2、6、8、12、15、18、20或23所示。本专利技术还提供了一种表达盒，其特征在于所述表达盒包含上述的DNA序列。本专利技术还提供了一种表达载体，其特征在于所述表达载体包含上述的表达盒。本专利技术还提供了一种工程菌，其特征在于所述工程菌包含上述的表达载体。本专利技术还提供了一种基因在植物育性调控中的应用，其特征在于，所述育性调控基因的核苷酸序列选自下列组的序列之一：a)具有SEQIDNO：1、5或27所示的核苷酸序列；b)具有SEQIDNO：10或11所示的核苷酸序列；c)具有SEQIDNO：13或14所示的核苷酸序列；d)具有SEQIDNO：16或17所示的核苷酸序列；e)具有SEQIDNO：19所示的核苷酸序列；f)具有SEQIDNO：21或22所示的核苷酸序列；g)在严格条件下能够与(a)-(f)之任一所述序列的DNA杂交的DNA序列；或h)与(a)-(g)之任一所述序列互补的DNA序列。本专利技术还包括一种通过突变育性调控基因SEQIDNO:1、5、10、11、13、14、16、17、19、21、22或27获得雄性不育材料的方法。本专利技术中所述的“突变”包括在育性调控基因的核苷酸序列上进行取代、缺失或添加一个或多个核苷酸。本专利技术还提供了一种恢复由相应的SEQIDNO:1、5、10、11、13、14、16、17、19、21、22或27所示基因突变所导致的雄性不育，使雄性不育突变体恢复成可育的方法。本专利技术还包括一种突变体材料的应用，其特征在于所述突变材料是由核苷酸序列的突变所造成，所述核苷酸序列如SEQIDNO:1、5、10、11、13、14、16、17、19、21、22或27所示。上述“突变”可以是点突变，也可以是DNA缺失或插入突变，也可以是通过RNAi、定点突变等基因沉默手段产生。本专利技术还提供了将上述材料和DNA序列应用于育种中的方法，更具体地所述应用是指将突变体植株作为不育系母本，与恢复系杂交，生产杂交种子。本专利技术还提供了一种启动子，所述启动子具有花药特异表达的特性，其核苷酸序列如SEQIDNO：3或9所示，本专利技术还包括包含上述启动子的表达盒、载体和/或工程菌株。本专利技术还提供了一种在植物中表达目的核苷酸序列的方法，所述方法包括向植物体导入DNA构建体，所述DNA构建体含有启动子及操作性连接于所述启动子的目的核苷酸序列，其中所述启动子的核苷酸序列如SEQIDNO：3或9所示。所述的”目的核苷酸序列”可以是结构基因、调节基因、结构基因的反义基因、调节基因的反义基因或者能够干扰内源基因表达的小RNA，其在花粉发育晚期的特异性表达可以调节花粉的育性及花粉萌发。本专利技术还包括上述DNA序列和或启动子在以下(a)至(d)中任一项中的应用：(a)培育植物品种或品系；(b)培育授粉受精能力增强的植物品种或品系；(c)培育授粉受精能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DNA序列在制备表达盒、表达载体、工程菌中的应用，所述表达盒、表达载体、工程菌具有调控植物育性的功能，其特征在于所述DNA序列编码的氨基酸序列如SEQ ID NO：23所示。

【技术特征摘要】
2012.11.09 CN 20121044555811.一种DNA序列在制备表达盒、表达载体、工程菌中的应用，所述表达盒、表达载体、工
程菌具有调控植物育性的功能，其特征在于所述DNA序列编码的氨基酸序列如SEQIDNO：
23所示。
2.权利要求1所述的应用，其特征在于所述DNA序列如SEQIDNO：21或22所示。
3.一种表达盒在调控植物育性中的应用，其特征在于所述表达盒包含SEQIDNO：21或
22所示的核苷酸序列。
4.一种表达载体在调控植物育性中的应用，其特征在于所述表达载体包含SEQIDNO：
21或22所示的核苷酸序列。
5.一种工程菌在调控植物育性中的应用，其特征在于所述工程菌含有SEQIDNO：21或
22所示的核苷酸序列。
6.一种调控植物育性的方法，通过影响育性基因的表达调控植物的育性，其特征在于
所述育性基因的氨基酸序列如SEQIDNO：12所示。
7.权利要求6所述的方法，其中所述的核苷酸序列如SEQIDNO：21或22所示。
8.权利要求6或7所述的方法，其特征在于，通过突变育性调控基因SEQIDNO:21或22
获得雄性不育材料。
9.权利要求8所述的方法，其中所述的突变包括在育性调控基因的核苷酸序列上进行
取代、缺失或添加一个或多个核苷酸。
10.权利要求9所述的方法，其中所述的突变通过物理诱变、化学诱变或RNAi、TALLEN、
CRISP-Cas9等定点突变技术获得。
11.权利要求6或7所述的方法，其特征在于用SEQIDNO:2...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓艳，陈竹锋，谢刚，王娜，卢嘉威，李早霞，
申请(专利权)人：深圳市作物分子设计育种研究院，湖南旺华生物农业科技有限公司，深圳兴旺生物种业有限公司，兴旺投资有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44