水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM、突变基因及其重组表达载体和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM、突变基因及其重组表达载体和应用，该基因编码的蛋白为SEQ ID NO.1所示氨基酸序列，或经过取代、缺失或添加至少一个氨基酸且具有与OsAOM功能相同的蛋白质；SEQ ID NO.1所示氨基酸序列组成的蛋白质，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，还公开了OsAOM基因的重组表达载体，本发明专利技术公开的OsAOM基因编码一个GDSL脂肪酶，具有调控花粉萌发孔生长，小孢子细胞膜扩张及花粉内壁和细胞质发育的功能，是小孢子发育成可育花粉的必须基因，该基因功能的缺失会导致萌发孔结构紊乱，小孢子细胞膜及细胞质降解，花粉内壁不能形成，产生水稻雄性不育。

【技术实现步骤摘要】
水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM、突变基因及其重组表达载体和应用
本专利技术属于基因工程领域，特别涉及水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的突变基因，还涉及水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM在调控花粉育性中的应用。
技术介绍
水稻(Oryzasativa)是主要粮食作物之一，全世界约有一半人口以稻米为主食。杂种优势的成功应用在我国水稻品种改良中起了重要作用。水稻为自交结实作物，其杂种优势的利用依赖于不育系的选育。目前，人们主要通过质核互作不育系(三系法)和温光敏不育系(两系法)来实现水稻的杂种优势。然而，由于质核互作不育系配组不自由，可利用的亲本有限，种子生产比两系法复杂，温光敏不育系的育性受自然温光条件影响，大面积制种风险大等原因，使得水稻的杂种优势无法通过这两种不育系得到充分体现。而普通隐性核不育系具有育性不受温光等环境因素影响，其育性稳定，而且其育性能被所有正常可育的材料恢复，配组杂交稻极为自由。大力研究这类不育系的不育机理与调控，对水稻杂种优势的充分利用具有重要意义。花粉萌发孔是花粉外壁一种特化结构，对花粉在柱头和的快速吸收和萌发，完成授精具有重要作用。萌发孔的发育受到复杂而精细的遗传机制调控。任何同花粉孔发育途径相关的基因发生突变均可能产生普通核不育材料。发掘和研究萌发孔发育相关的不育突变体，克隆、验证和调控相关基因，培育新型不育系，为充分利用杂种优势奠定基础。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，编码GDSL脂肪酶，具有调控萌发孔结构，小孢子细胞膜，细胞质以及内壁正常发育的功能，是小孢子发育成可育花粉的必须基因，该基因功能缺失会导致雄性不育，产生新的水稻雄性不育系，可以用于杂交种子生产，技术方案为：水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示；或者SEQIDNO.1所示氨基酸序列经取代、缺失或添加至少一个氨基酸且具有与OsAOM蛋白功能相同的氨基酸序列。进一步，所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的核苷酸序列如SEQIDNO.2所示；或SEQIDNO.2所示序列经取代、缺失或添加至少一个核苷酸且具有与水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM功能相同的核苷酸序列。进一步，编码所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的基因组序列如SEQIDNO.3所示；或SEQIDNO.3所示序列经取代、缺失或添加至少一个核苷酸且具有编码水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM功能的核苷酸序列。本专利技术的目的之二在于提供水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的重组表达载体，技术方案为：含有所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的重组表达载体。进一步，所述重组表达载体为将SEQIDNO.25所示序列连入pCAMBIA1301载体KpnI和SbfI酶切位点处。本专利技术的目的之三在于提供水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM恢复突变体花粉不育性状中的应用，技术方案为：所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM恢复突变体花粉育性中的应用，所述突变体为OsAOM基因变异产生的花粉不育突变体。本专利技术的目的之四在于提供水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的突变基因，技术方案为：所述突变基因的核苷酸序列如SEQIDNO.4所示，为SEQIDNO.2所示核苷酸序列的775位由T突变为C，或SEQIDNO.3所示核苷酸序列的5084位由T突变为C，突变导致雄性不育。本专利技术目的之五在于提供水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的突变基因在制备水稻育种中的应用，技术方案为：所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的突变基因在水稻育种中的应用。进一步，所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的突变基因在制备水稻雄性不育系中的应用。本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开了水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，该基因主要影响水稻花粉发育中的花粉孔，细胞膜，细胞质和花粉内壁的发育，进而影响花粉育性等方面。OsAOM基因的突变、敲除或抑制表达等使其丧失功能后，导致花粉萌发孔结构紊乱，花粉细胞质，细胞膜降解，花粉内壁不能形成，从而获得新的水稻雄性不育系，再用具有正常OsAOM基因的材料给所述不育系授粉，使其杂种一代育性恢复，因此可以用来生产杂交种子，在农业生产上具有十分重要的应用；本专利技术还公开了OsAOM基因的重组表达载体，该重组表达载体能够将水稻雄性不育系恢复为可育系，具有广泛的应用前景。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图l为本专利技术OsAOM基因正常的明恢63及其突变体植株、花药和花粉形态学观察图(A：明恢63稻穗；B：osaom突变体稻穗；C：明恢63花药；D：osaom突变体花药；E：明恢63花粉碘染结果；F：osaom突变体花粉碘染结果；G：明恢63花粉扫描电镜图；H：osaom突变体花粉扫描电镜图)。图2为本专利技术OsAOM基因定位和突变位点示意图(A：OsAOM基因定位；B：OsAOM基因的突变位点)。图3为本专利技术OsAOM互补植株的花药形态和花粉碘染图(A：明恢63花药形态B：osaom突变体花药形态；C：OsAOM互补植株花药形态；D：明恢63花粉碘染结果；E：osaom突变体花粉碘染结果；F：OsAOM互补植株花粉碘染结果)。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆实验室手册(NewYork：ColdSpringHarborLaboratoryPress，1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。术语“花粉萌发孔发育及花粉育性基因”指编码具有调控花粉萌发孔，细胞膜，细胞质及花粉内壁正常发育，最终能使花粉育性正常的GDSL脂肪酶蛋白的核酸序列，碱基序列如SEQIDNO.2中第1-1200位所示的核苷酸序列及其简并序列。简并序列是指，位于SEQIDNO.2序列的编码框第1-1200位核苷酸中，有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。由于密码子的简并性，所以与SEQIDNO.2中第1-1200位核苷酸序列同源性低至约70％的简并序列也能编码出SEQIDNO.1所述的序列。该术语还包括能在中度严谨条件下，更佳的在高度严谨条件下与SEQIDNO.2中从核苷酸第1-1200位的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。该术语还包括与SEQIDNO.2中从核苷酸第1-1200位的核苷酸序列的同源性至少70％，较佳地至少80％，更佳地至少90％，最佳地至少95％的核苷酸序列。该术语还包括能编码具有与天然的调控花粉萌发孔，细胞膜，细胞质及花粉内壁的相同功能的蛋白的SEQIDNO.2中开放阅读框序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)：若干个(通常为1-90个，较佳地1-60个，更佳地1-20个，最佳地1-10个)核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5’和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，其特征在于：所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；或者SEQ ID NO.1所示氨基酸序列经取代、缺失或添加至少一个氨基酸且具有与OsAOM蛋白功能相同的氨基酸序列。

【技术特征摘要】
1.水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，其特征在于：所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示；或者SEQIDNO.1所示氨基酸序列经取代、缺失或添加至少一个氨基酸且具有与OsAOM蛋白功能相同的氨基酸序列。2.根据权利要求1所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，其特征在于：所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的核苷酸序列如SEQIDNO.2所示；或SEQIDNO.2所示序列经取代、缺失或添加至少一个核苷酸且具有与水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM功能相同的核苷酸序列。3.根据权利要求1所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM，其特征在于：所述水稻花粉萌发孔发育及花粉育性基因OsAOM的基因组序列如SEQIDNO.3所示；或SEQIDNO.3所示序列经取代、缺失或添加至少一个核苷酸且具有编码水稻花粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，吕俊，杨昆，黄远新，管玉圣，武丽娜，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50