水稻杂种雄性不育基因Sc-P1和Sc-P3及其编码蛋白和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻杂种不育相关基因Sc

【技术实现步骤摘要】
水稻杂种雄性不育基因Sc
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P1和Sc
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P3及其编码蛋白和应用


[0001]本专利技术涉及基因工程技术和作物遗传育种领域，具体涉及两个控制水稻杂种不育基因Sc
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P1和Sc
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P3及其编码蛋白和应用。

技术介绍

[0002]水稻是我国主要的口粮作物之一。杂交稻杂种优势利用是提高水稻产量的重要手段。当前的杂交稻主要利用亚种内品种间(籼稻品种间，粳稻品种间)杂交的杂种优势利用，其增产潜力已趋于饱和。因此，利用籼粳亚种间远缘杂种优势是发展杂交稻的必经之路，但远缘杂种存在严重的生殖隔离，主要为杂种不育，导致杂种不结实，这限制了远缘杂种优势的利用。因此，克服水稻远缘杂种不育对于远缘杂种优势利用具有重要的意义。
[0003]目前至少有50个稻属的杂种不育位点在不同的杂交组合被鉴定到，但只有12个杂种不育座位的相关基因被克隆，其中只有4个为控制籼粳杂种的座位(Hou et al.2019；Koide et al.2018；Kubo et al.2016；Long et al.2008；Mizuta et al.2010；Nguyen et al.2017；Shen et al.2017；Xie et al.2017a；Xie et al.2019b；Yamagata etal.2010；Yang et al.2012；Yu et al.2018；Yu et al.2016)。目前尚不能完全克服杂种不育问题，因此需要克隆更多的杂种不育基因，同时结合基因工程手段和分子设计育种，创制和筛选广亲和材料，从而实现远缘杂交在优良水稻品种中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的水稻远缘杂交中存在严重的杂种不育问题及缺少杂种不育基因的缺陷和不足，提供一种关键的水稻杂种不育相关基因Sc
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P1和Sc
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P3及其在水稻远缘杂种优势中的应用。
[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种水稻杂种不育相关基因Sc
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P1和Sc
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P3。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种水稻杂种不育相关蛋白Sc
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P1和Sc
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P3。。
[0007]本专利技术的第三个目的是提供所述水稻杂种不育相关基因Sc
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P1和Sc
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P3在培育远缘杂种亲和型的籼稻品系及其在远缘杂交育种中的应用。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现的：
[0009]一种水稻杂种不育相关基因，包括Sc
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P1和/或Sc
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P3，所述Sc
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P1的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，启动子区(1
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2034)：2034bp，外显子1区(2035
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2388)：354bp，外显子2区(4204
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4265)：62bp，外显子3区(5177
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5247)：71bp，外显子4区(5360
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5448)：89bp，外显子5区(5507
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5764)：258bp，外显子6区(5837
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6598)：762bp，外显子7区(6689
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6823)：135bp，外显子8区(6900
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6965)：66bp，终止子区(6966
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8000)：1035bp；所述Sc
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P3的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示，启动子区(1
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2345)：2090bp，外显子1区(2346
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2709)：364bp，外显子2区(5593
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5653)：61bp，外显子3区(7375
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7445)：71bp，外显子4区(7591
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7673)：83bp，外显子5区(2755
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2985)：231bp，外显子6区(8058
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8816)：759bp，外显子7区(8906
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9042)：137bp，外显子8区(9126
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9192)：67bp，终止子区(9193
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10336)：1144bp。
[0010]一种水稻杂种不育相关蛋白，包括Sc
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P1和/或Sc
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P3，所述Sc
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P1的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所示，所述Sc
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P3的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。
[0011]本专利技术利用遗传学分析方法鉴定到一个位于籼稻第3染色体的控制籼粳杂种雄性不育的座位Sc
i
。对籼稻的此Sc
i
座位的基因组序列分析发现，Sc
i
座位是由3个同向排列的同源重复片段(28.2kb或28.4kb)构成，而每个同源重复片段分别含有4个基因Sc
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P1，Sc
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P2，Sc
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P3，和Sc
‑
P4；而典型的粳稻品种的Sc
j
座位不含有此结构变异。本专利技术进一步用基因定点编辑技术对其中的Sc
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P1或Sc
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P3基因(所述Sc
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P1和Sc
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P3的核苷酸序列如SEQ ID No.1～2所示，其编码蛋白Sc
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P1和Sc
‑
P3的氨基酸序列如SEQ ID No.3～4所示)进行功能敲除，证明Sc
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P1或Sc
‑
P3的功能丧失突变不影响突变系的花粉育性，但以此突变系与粳稻杂交产生的杂种的花粉育性正常，即此突变系为本专利技术创建的Sc
i
座位亲和系，可以用于消除Sc
i
座位介导的水稻远缘杂种的生殖隔离。
[0012]因此，本申请还提供关于Sc
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P1和Sc
‑
P3及其编码蛋白Sc
‑
P1和Sc
‑
P3的以下应用：
[0013]上述水稻杂用不育相关基因或水稻杂种不育相关蛋白或其敲除试剂或其表达抑制剂在克服籼粳亚种间杂种不育中的应用(具体为在消除Sc
i
座位介导的水稻籼粳亚种间杂种不育中的应用)，具体为对水稻中的Sc
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P1和/或Sc
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P3基因进行功能敲除或表达抑制，使其不能产生功能性Sc
‑
P1和/或Sc
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P3蛋白，使其不能产生杂种不育效应，从而恢复杂种育性。
[0014]上述水稻杂用不育相关基因或水稻杂种不育相关蛋白或其敲除试剂或其表达抑制剂在创本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻杂种不育相关基因，其特征在于，包括Sc
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P1和/或Sc
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P3，所述Sc
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P1的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，所述Sc
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P3的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。2.一种水稻杂种不育相关蛋白，其特征在于，包括Sc
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P1和/或Sc
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P3，所述Sc
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P1的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所示，所述Sc
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P3的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。3.权利要求1所述水稻杂用不育相关基因或权利要求2所述水稻杂种不育相关蛋白或其敲除试剂或其表达抑制剂在克服籼粳亚种间杂种不育中的应用，其特征在于，对水稻中的Sc
‑
P1和/或Sc
‑
P3基因进行功能敲除或表达抑制。4.权利要求1所述水稻杂用不育相关基因或权利要求2所述水稻杂种不育相关蛋白或其敲除试剂或其表达抑制剂在创建克服籼粳亚种间杂种不育的亲和型水稻品系中的应用，其特征在于，对水稻中的Sc
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P1和/或Sc
‑
P3基因进行功能敲除或表达抑制。5.一种克服籼粳亚种间杂种不育的水稻杂种亲和系的创建方法，其特征在于，对籼稻品系中的杂种不育相关基因Sc
‑
P1和/或Sc
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P3基因进行功能敲除或表达抑制，即得。6.根据权利要求5所述创建方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢勇尧，刘耀光，沈荣鑫，赵延昌，陈乐天，杨雅茜，李双春，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：