一种萝卜细胞核雄性不育系及其选育方法技术

本发明专利技术涉及作物育种技术领域，特别公开了一种萝卜细胞核雄性不育系及其选育方法。该萝卜细胞核雄性不育系，其特征在于：所述不育系是由一对隐性核基因控制的雄性不育系，其育性遗传稳定，不受环境等因素的影响，雌蕊发育正常，雄蕊完全退化，无有效花粉，其保藏号为P201411，保藏单位是中国典型培养物保藏中心，地址中国武汉武汉大学，保藏日期为2014年10月26日，分类命名为136S。本发明专利技术打破了传统萝卜雄性不育仅有细胞质不育类型的局限，为萝卜利用雄性不育育种开辟了新的途径，同时该不育材料的发现对于解决萝卜雄性不育材料基因单一具有十分重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及作物育种
，特别公开了。该萝卜细胞核雄性不育系，其特征在于：所述不育系是由一对隐性核基因控制的雄性不育系，其育性遗传稳定，不受环境等因素的影响，雌蕊发育正常，雄蕊完全退化，无有效花粉，其保藏号为P201411，保藏单位是中国典型培养物保藏中心，地址中国武汉武汉大学，保藏日期为2014年10月26日，分类命名为136S。本专利技术打破了传统萝卜雄性不育仅有细胞质不育类型的局限，为萝卜利用雄性不育育种开辟了新的途径，同时该不育材料的发现对于解决萝卜雄性不育材料基因单一具有十分重要的意义。CCTCC No:P20141120141026【专利说明】 ( - )
本专利技术涉及作物育种
，特别涉及。 (二)
技术介绍
雄性不育在高等动植物中普遍存在，据统计，人们至少在617个种和种间杂交种中发现 了雄性不育现象，它分布在43个科的162个属的植物中，几乎涵盖了所有的栽培作物。 十字花科植物大多为异花受粉作物，存在着明显的杂种优势，但由于它们的花器 较小，人工去雄操作费时费力，且一次授粉获得的杂交种子很少，为解决这一问题，育种工 作者选用自交不亲和系育种，但自交不亲和系易受环境等因素的影响，亲和性不稳定，经常 出现制种纯度不高的现象。利用植物雄性不育系进行杂交制种，较好地解决了自交不亲和 系制种的问题，并可提高杂交种子的纯度，增加农作物的产量，己成为国际种业的主要发展 方向。萝卜雄性不育系育种是开展研究较早，并且进行商业化应用较为成熟的一项技术。 目前在生产上使用的萝卜雄性不育系，通常是由细胞质基因和细胞核基因共同互 作，形成的一种雄性不育现象，萝卜的不育细胞质一般有0gura-CMS(orfl38)、K 〇s-CMS (orf 125)、DCGMS-CMS和NWB-CMS等类型，但最常见的还是Ogura不育类型；由线粒体基因 orfl38和细胞核中的两对隐性基因控制，不育系基因型为Smslmslms2ms2，保持系基因型为 Nmslmslms2ms2，（S为不育型细胞质，N为正常细胞质）。萝卜雄性不育表现为花药退化，或不能形 成具有正常功能的花粉，而雌蕊发育正常。保持系则具有正常的雄性和雌性器官，自交能正 常结实，当与不育系杂交时，能够保持不育系的不育性。 萝卜细胞质雄性不育基因存在于线粒体DNA上，主要是由于线粒体基因组分子内或 分子间频繁重组所形成的异常嵌合基因造成的，目前研究认为，Ogura不育类型雄性不育的 主控基因为〇rfl38, orfl38与线粒体基因组中具有正常功能的基因共转录，产生异常转录 本和翻译产物，从而在花药发育的某个时期干扰线粒体的正常功能发挥，最终导致雄性不 育现象的发生。线粒体基因组的转录和翻译产物尽管只占整个细胞基因组产物的很少部 分，但其转录和翻译情况比较复杂。当用恢复系与不育系进行杂交时，恢复系中的恢复基因 能够产生一种PPR蛋白，该蛋白抑制〇rfl38的表达，从而达到育性恢复的目的。 到目前为止所知的萝卜雄性不育类型中，Ogura雄性不育是导入率和稳定性方面最 优秀的不育材料，同时Ogura雄性不育也是目前研究最为深入的一种雄性不育材料，日本学 者Yamagishi通过对野生种、栽培种等不育材料进行测序，将Ogura雄性不育基因 orf!38分 为九个类型(如下表）。据有关资料研究，A型与F型具有相同的恢复和保持关系，尽管有的碱 基变异导致了氨基酸发生了变化，但目前通过试验验证，能够明确导致雄性不育的有A、B、 D、F、H型，其它类型还有待验证。 注:表中Aa栏的"+"为基因中缺失39个碱基对;0rfl38类型中A为最早发现的测序 的序列;其它栏中为与A型没有变化。 在日本发现Ogura后，我国从上世纪70年代初先后发现萝卜雄性不育株，开始了萝卜 雄性不育系的育种工作，到80年代中期已先后育出了多个品种在生产上推广，如山东的鲁 萝卜三号、辽宁的红丰一号、山西的国光、丰光、河南的郑研等品种。 随着生物技术的不断发展，科技工作者将萝卜Ogura雄性不育基因先后引入到油 菜、甘蓝、大白菜、花椰菜等多种十字花科作物上。我国目前发现和使用的萝卜雄性不育系同 样为Ogura细胞质雄性不育，目前全世界范围内使用的萝卜雄性不育系几乎全部为Ogura细 胞质类型，随着雄性不育材料使用的越来越普及，萝卜及其它十字花科作物的细胞质类型将 严重单一化。 在十字花科中，细胞核雄性不育现象相对于细胞质雄性不育要少，目前仅在大白 菜、甘蓝、油菜、小白菜等作物的自然群体中发现了显性或隐性核雄性不育材料。如南京农 业大学上世纪80年代在小白菜中发现细胞核雄性不育材料，并利用"两用系"进行杂交制 种;福建省农科院在当地菜心品种"七叶心"中发现核雄性不育材料，并获得了雄性不育两 用系;沈阳农业大学在小青口、二青帮大白菜品种中获得了隐性核基因雄性不育材料;沈阳 市农科所在"万泉青帮"地方大白菜品种中发现了显性核基因雄性不育材料，并提出了"显 性核基因雄性不育与显性上位基因互作"雄性不育遗传模式，最终获得了具有100%不育率 的大白菜雄性不育系；中国农科院在甘蓝的自然群体中发现了显性核基因控制的雄性不育 材料。在萝卜的研究中，国内还没有在自然群体中发现由核基因控制的雄性不育材料的报 道。(三)
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种拓宽利用范围、避免细胞质单一问题的 萝卜细胞核雄性不育系及其选育方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的： 一种萝卜细胞核雄性不育系，其特征在于:所述不育系是由一对隐性核基因控制的雄性 不育系，其育性遗传稳定，不受环境等因素的影响，雌蕊发育正常，雄蕊完全退化，无有效花 粉，其保藏号为CCTCC No:P201411，保藏单位是中国典型培养物保藏中心，地址中国武汉武 汉大学，保藏日期为2014年10月26日，分类命名为萝卜雄性不育系136S Raphanus sativus L · 〇本专利技术所述的萝卜细胞核雄性不育系的选育方法，包括如下步骤： (1) 以雄性不育株为母本，以同一自然群体中的可育株为父本进行测交，同时该父本自 交； (2) 对测交和自交所得的种子进行春化处理，通过春化后的种子播种于隔离网室中，待 开花后，对杂交后代的雄性不育情况进行观察统计； (3) 以测交后代的不育株为母本，可育株为父本进行杂交；同时以具有正常细胞质的可 育株为母本，以测交后代中的可育株为父本进行杂交； (4) 将杂交收获的种子经过春化处理后播种于隔离网室中，开花后进行育性调查，确定 种子中的不育株为细胞核控制的雄性不育系； (5) 通过转录组测序，找到了雄性不育系所独有基因转录组，并设计引物用cDNA进行 PCR验证，获得了雄性不育系独有的4个mRNA。本专利技术的更优技术方案为： 步骤（1)中，在地方品种自然群体中发现雄性不育株，用Ogura特异引物:0RF-F 5'-TTCAAATCCTGTCCCCGCACC-3 '，和0RF-R 5 ' -GCCTTACACCATTGGGATACTTC-3 '，对不育材料叶片 DNA进行PCR分子标记，没有出现特异条带的，说明该不育材料不含有Ogura雄性不育基因， 不属于通常使用的Ogura细胞质雄性不育本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萝卜细胞核雄性不育系，其特征在于：所述不育系是由一对隐性核基因控制的雄性不育系，其育性遗传稳定，不受环境等因素的影响，雌蕊发育正常，雄蕊完全退化，无有效花粉，其保藏号为P201411，保藏单位是中国典型培养物保藏中心，地址中国武汉武汉大学，保藏日期为2014年10月26日，分类命名为136S。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王效睦，白静，王俊峰，段乃彬，谢坤，
申请(专利权)人：山东省农作物种质资源中心，
类型：发明
国别省市：山东;37