本发明专利技术公开了一种培育植物不育系的方法，包括降低所述植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性的步骤。以及一种将植物从不育转为可育的方法，包括降低花药绒毡层细胞转运蛋白的合成、和/或延缓花粉发育速度的步骤。另外本发明专利技术提供了花粉发育相关的ABC转运蛋白或其编码基因在培育植物不育系、或制备培育植物不育系的试剂或试剂盒中的用途。本发明专利技术的优点为：(a)提供了一种通过降低植物中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性来创制植物不育系的方法；(b)提供了一种通过降低花粉细胞外壁合成速度、和/或延缓花粉发育速度来使不育植株的性状转化为可育的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业和生物
，尤其涉及一种创制温敏不育系的方法及其在植物育种中的应用。
技术介绍
在农业生产中，由于传统去雄手段耗时费力，雄性不育系在杂交制种，提高农业产量中有巨大的优势。雄性不育往往被分为细胞质雄性不育(CMS)以及细胞核雄性不育(GMS)。三系杂交体系的建立依赖于细胞质雄性不育。然而，有几个缺点阻碍了三系配套杂交在实践中的广泛应用。首先，细胞质雄性不育植株普遍存在着品质较差的问题；其次，三系杂交水稻的组合增产潜力越来越小。再次，由于野败类型的雄性不育细胞质单一，一旦胞质不育丧失或某种毁灭性病虫害发生，会造成巨大损失。随着细胞核雄性不育中光温敏条件性雄性不育的发现，两系法杂交水稻应运而生。相对于三系杂交法，光温敏不育系兼有不育系和保持系两种状态。与三系法相比，两系法具有不受恢保关系的限制，即核不育可以与大量常规品种杂交，配组自由，因而更容易获得优良性状的杂交优势，从根本上解决三系中雄性不育细胞质单一化的问题。近年来，两系杂交水稻在中国农业生产中的应用越来越广泛。早在1973年,石明松在中国湖北省从晚粳品种(Oryzasativassp.japonica)农垦58中选育出光敏感不育系并提出了一系两用的水稻杂种优势利用新途径。随后，以农垦58S(NK58S)为父本，与籼稻杂交获得的培矮64S(PA64S)也在两系杂交中得到广泛应用。但培矮64S的育性对于温度的变化更加敏感。在水稻中，光温敏不育系受到单基因隐性位点控制。最近的研究表明，农垦58S与培矮64S的不育性状受到同一个遗传位点的控制，而温度和光照都会对该位点产生影响，这些发现使人们对光温敏育性转换的分子机制更加难以理解。目前为止，水稻中共有十三个光温敏不育系被发现：pms1,pms2,pms3,rpms1,rpms2,tms1,tms2,tms3,tms4,tms5,tms6,rtms1以及Ms-h，分别定位在第7,3,12,8,9,8,7,6,2,2,5,10和9条染色体上。光温敏不育在番茄，玉米以及小麦中也有报道。最近的研究发现，一个突变的小RNA(smallRNA),osa-smR5864m,导致pms2以及p/tms2-1(农垦58S和培矮64S)突变体的不育表型。然而，光温敏不育的分子机理仍然不清楚，使得人们缺乏有效的理论支持和技术手段来解决两系育种中实际问题。鉴于拟南芥较小的基因组，快速的生长周期以及大量的突变体库等无可比拟的优势，使其在植物生物学研究领域成为模式植物。此外，拟南芥能够在严格控制温度，光照等条件的狭小空间中进行培养。前人的研究发现了一些拟南芥条件不育突变体，如PEAMT基因突变体t365以及GA/IAA生物合成受阻的ms33突变体都表现为温敏不育表型。然而，目前本领域中尚缺少调控方式简便的植物不育系用于植物育种过程中，因此迫切需要调控方式简单方便的植物不育系培育技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种培育植物温敏不育系的方法，包括降低花粉发育相关的ABC转运蛋白表达或活性来创制温敏植物材料，从而解决目前核不育温敏遗传位点少，制种纯度不高的问题。在本专利技术的第一方面，提供了一种培育植物不育系的方法，包括步骤：降低所述植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性。在另一优选例中，所述的ABC转运蛋白参与所述植物的花粉发育过程的花粉外壁形成。在另一优选例中，所述的ABC转运蛋白将花粉外壁前提物质从绒毡层中转运到花粉上。在另一优选例中，所述的“降低”是指将所述植株中在花粉发育过程中ABC转运蛋白的表达活性降低满足以下条件：A1/A0的比值≤80％，较佳地≤60％，更佳地≤40％，最佳地为0-30％；其中，A1为所述植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白活性；A0为野生型同种类型植物植株中相同ABC转运蛋白活性。在另一优选例中，所述ABC转运蛋白为ABCG26或其同源蛋白。在另一优选例中，所述ABCG26的野生型氨基酸序列选自下组：SEQIDNO.:1、SEQIDNO.:2、SEQIDNO.:3、SEQIDNO.:4、SEQIDNO.:5和SEQIDNO.:6。在另一优选例中，所述ABC转运蛋白是选自下组的细胞、组织或器官中特异性表达的：植物花序以及花药中。在另一优选例中，所述细胞或组织包括：绒毡层。在另一优选例中，所述ABC转运蛋白在花药发育期特异性表达。在另一优选例中，所述的花药发育期包括前花药形成阶段(-3天～0天)、花药形成阶段、后花药形成阶段(花药形成后1-5天)。在另一优选例中，所述ABC转运蛋白在花药发育第7-8期特异表达。在另一优选例中，所述ABC转运蛋白在小孢子从四分体释放期及后达到表达最高峰。在另一优选例中，所述降低植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白活性的方法包括：使ABC转运蛋白编码基因的表达水平下降、和/或使ABC转运蛋白活性下降。在另一优选例中，所述的下降指与野生型ABC转运蛋白的表达水平E0相比，所述植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达水平E1为野生型的0-80％，较佳地0-60％，更佳地0-40％；和/或与野生型的花粉发育相关的ABC转运蛋白活性A0相比，所述植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白活性A1为野生型的0-80％，较佳地0-60％，更佳地0-40％。在另一优选例中，所述的降低植株中ABC转运蛋白活性通过选自下组的方式实现：基因突变、基因敲除、基因中断、RNA干扰技术、或其组合。在另一优选例中，所述ABC转运蛋白编码基因为ABCG26基因。在另一优选例中，所述ABCG26基因能够编码SEQIDNO.:1、SEQIDNO.:2、SEQIDNO.:3、SEQIDNO.:4SEQIDNO.:5或SEQIDNO.:6所示氨基酸序列。在另一优选例中，所述方法包括步骤：降低所述植株中ABCG26基因的表达水平、缺失ABCG26基因和/或致ABCG26基因突变来实现降低植株中ABC转运蛋白的表达或活性。在另一优选例中，所述的植物包括农作物、林业植物、花卉；优选地包括禾本科，豆科以及十字花科植物，更优选地包括水稻、玉米、蒺藜状苜蓿、小米、小麦或拟南芥。在另一优选例中，所述的植物选自：十字花科(Brassicaceae)植物、鼠耳芥属(Arabidopsis)植物、拟南芥(A.thaliana)。本专利技术的第二方面，提供了一种花粉发育相关的ABC转运蛋白或其编码基因的用途，用于培育植物不育系、或用于制备培育植物不育系的试剂或试剂盒。在另一优选例中，所述的编码基因为ABCG26基因。在另一优选例中，所述ABCG26基因能够编码SEQIDNO.:1、SEQIDNO.:2、SEQIDNO.:3、SEQIDNO.:4、SEQIDNO.:5或SEQIDNO.:6所示氨基酸序列。本专利技术的第三方面，提供了一种将植物从不育转为可育的方法，包括步骤：降低花粉ABC转运蛋白合成速度、和/或延缓花粉发育速度。在另一优选例中，所述的植物是花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性水平下降的植物。在另一优选例中，所述植物为根据权利要求1-6中任一项所述的方法培育的植物不育系。在另一优选例中，所述方法包括：降低花粉ABC转运蛋白合成速度，从而延缓花粉发育。在另一优选例中，所述方法包括：降低本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种培育植物不育系的方法，其特征在于，包括步骤：降低所述植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性。
【技术特征摘要】
1.一种培育植物不育系的方法，其特征在于，包括步骤：降低所述植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ABC转运蛋白为ABCG26或其同源蛋白；优选地，所述ABCG26的野生型氨基酸序列选自下组：SEQIDNO.:1、SEQIDNO.:2、SEQIDNO.:3、SEQIDNO.:4、SEQIDNO.:5或SEQIDNO.:6。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ABC转运蛋白是在选自下组的细胞、组织或器官中特异性表达的：植物花序以及花药中。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降低植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白活性的方法包括：使ABC转运蛋白编码基因的表达水平下降、和/或使ABC转运蛋白活性下降；所述的“降低”是指将所述植株中在花粉发育过程中ABC转运蛋白的表达活性降低满足以下条件：A1/A0的比值≤80％；其中，A1为所述植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白活性；A0为野生型同种类型植物植株中相同ABC转运蛋白活性。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的植物为农作物、林业植物或花卉...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨仲南，张森，刘佳莉，朱骏，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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