一种水稻三明显性核不育基因SDGMS及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种水稻三明显性核不育基因SDGMS及其应用，属于功能基因技术领域。本发明专利技术通过精细定位确定水稻三明显性核不育基因SDGMS的基因组位置。本发明专利技术将显性核不育基因SDGMS转化导入野生型水稻品种，可创造显性核不育系；同时提高SDGMS表达水平能够增加不育程度。本发明专利技术提供的SDGMS基因具有显性核不育的生物学功能，可调控水稻三明显性核不育性状，在培育和/或构建不育水稻品系以及检测或鉴定三明显性核不育水稻品系中的应用。鉴定三明显性核不育水稻品系中的应用。鉴定三明显性核不育水稻品系中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻三明显性核不育基因SDGMS及其应用


[0001]本专利技术属于功能基因
，具体涉及一种水稻三明显性核不育基因SDGMS及其应用。

技术介绍

[0002]雄性不育是自然界广泛存在的现象，根据其控制基因所处位置的不同可以分为细胞质雄性不育和细胞核雄性不育，细胞核雄性不育又可以进一步分为显性核不育与隐形核不育。其中细胞质雄性不育和光温敏雄性不育已经在生产中被广泛的应用，对作物杂种优势的利用及杂交育种做出了巨大贡献。
[0003]显性核不育作为一种相对稀缺的材料，仅在10种作物中鉴定到20多例显性不育，作为十分理想的育种方法，依托于显性核不育材料构建轮回选择(Recurrentselection)体系能够快速打破遗传连锁，聚集优良位点，已经在多种作物中得以应用实施。
[0004]目前在作物中已经克隆了3个控制显性核不育的基因。1972年，高忠丽在山西省太谷县鉴定到了一株雄性不育株，后经过一系列鉴定确定其为单基因控制的显性无花粉型不育，并将该材料命名为小麦太谷不育。刘秉华等(1986)通过对四倍体硬粒小麦与太谷不育回交后代的研究将控制太谷核不育的基因定位在4D染色体短臂上。刘秉华和杨丽(1991)发现小麦矮杆基因(Rht10)和太谷不育基因(MS2)是紧密连锁的，由此育成矮败小麦，使得不育与可育单株更易区分，同时提高了异交结实。Xia等(2017)发现由于一个末端重复小型逆转录转座子(TRIM)元件插入到MS2启动子区域，特异激活了MS2蛋白在花药中的表达从而导致显性不育表型产生。Liu等(2022)进一步研究发现被激活的MS2蛋白能够活性氧调节蛋白Taromo1互作并促进其多聚化，降低了花药中ROS水平，从而抑制了小麦的花药发育。
[0005]1972年四川省宜宾地区农科所在甘蓝型油菜中发现了显性核不育材料，并进一步选育出显性核雄性不育系宜3A。Xin等(2016)研究表明油菜Yi3A类型雄性不育受到同一基因座位的三个复等位基因MS5a(恢复基因)，MS5b(不育基因)和MS5c(临保基因)控制，Ms5编码一个芸薹属特异蛋白，其在染色体联会及减数分裂凝聚亚基SYN1的定位发挥重要功能。而MS5b由于第二内含子插入了MULE转座原件，在减数分裂过程中不能形成正确的联会复合体和重组原件，导致了雄性不育产生。Xin等(2022)在后续研究中发现，MS5a和MS5b所编码的蛋白是甘蓝型油菜雄性正常发育所必须的，而MS5b所编码的嵌合蛋白能够竞争性的与MS5a和MS5b结合，形成无功能的二聚体。MS5b和MS5c的表达量相当，所形成的二聚体产生了显性效应，导致了雄性不育表型的产生。而MS5a的表达量远高于MS5b，因此能够维持足够的MS5a同源二聚体，导致育性的恢复。
[0006]MS44是由EMS突变中鉴定到的玉米显性不育突变体。Tim等(2017)研究表明玉米Ms44编码一个脂质转移蛋白该蛋白在绒毡层中特异性表达，在Ms44蛋白的信号肽切割位点，从丙氨酸到苏氨酸的单一氨基酸改变消除了蛋白质加工，阻碍了蛋白质从绒毡层细胞分泌到室中，导致显性雄性不育。
[0007]在水稻中目前鉴定到6例水稻显性核不育材料，萍乡显性核不育、三明显性核不
育、8987低温敏显性核不育、浙9248突变体显性核不育、1783和1789显性核不育突变材料及OsDMS
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2显性不育，目前没有基因克隆的报道。
[0008]萍乡显性核不育由颜龙安等于1978年在萍矮58/华野的F2中分离获得(颜龙安等，1984)，陈学伟等(2000)利用SSLP标记将萍乡显性核不育基因Ms
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p定位于第10染色体上，位于标记RM228和RM258之间，距RM228遗传距离为14.9cM。随后进一步用RM228和RM258邻近的RFLP标记对亲本和群体进行分析，发现RFLP标记G2155与基因Ms
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P连锁，遗传距离为2.6cM。贺浩华等(2004)将其定位于SSR标记RM239附近，二者的遗传距离为5.65cM。在此基础上，Huang等(2007)将Ms
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P定位于SSR标记RM171和RM6745之间，Ms
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P距离两标记的遗传距离分别为0.3cM和3.0cM。
[0009]8987低温敏显性核不育是由邓晓建和周开达(1994)于1989年在3304/明恢63F5代中发现的具有低温时完全不育较高温时正常结实的特点是由一对基因控制的低温敏显性不育。李仕贵等(1999)利用RFLP和微卫星标记将其控制基因TMS定位于第6染色体的两个标记C235和RM50之间，TMS与两标记的遗传距离分别为6.4cM和12.9cM。
[0010]水稻三明显性核不育性状由福建省三明市农业科学研究所于2001年在杂交组合SE21S/Basmati370的F2代群体中发现，相比于其他水稻不育材料，其雄性不育稳定彻底、柱头外露好、雌性育性不受影响，分析表明三明显性核不育受单位点调控(黄显波等，2008)。杨茂泽等(2012)将三明显性核不育基因定位于8号染色体两个In
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Del标记ZM30和ZM9之间，区间参考日本晴基因组约99kb。然而目前还没有关于水稻三明显性核不育基因的报道。
[0011]参考文献
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[0020][9]黄显波,田志宏,邓则勤,etal.水稻三明显性核不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻三明显性核不育基因SDGMS，其特征在于，包括以下DNA片段：1)核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示的DNA片段；2)在项1)的基础上进行若干个碱基的替换、缺失或插入，且表达产物与SEQ ID NO:1所示DNA片段的表达产物具有相同功能的DNA片段；3)编码氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示的蛋白质的DNA片段；4)核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示的DNA片段。2.一种权利要求1所述水稻三明显性核不育基因SDGMS编码的蛋白质，其特征在于，氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。3.一种包含权利要求1所述水稻三明显性核不育基因SDGMS的重组载体。4.根据权利要求3所述重组载体，其特征在于，所述重组载体的骨架载体包括pCAMBIA1301。5.根据权利要求4所述重组载体，其特征在于，所述水稻三明显性核不育基因SDGMS在骨架载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张启发，欧阳亦聃，徐聪昊，黄显波，
申请(专利权)人：湖北洪山实验室湖北稻道鸿业生物科技有限公司三明市农业科学研究院，
类型：发明
国别省市：