本发明专利技术公开了一种控制水稻育性的基因ABCG15及其编码蛋白，本发明专利技术还公开一种单隐性核不育基因，该单隐性核不育基因由所述的控制水稻育性的基因12bp的缺失突变而来。本发明专利技术还公开了利用RNAi技术控制所述的水稻育性基因的表达获得水稻不育系的方法，包括扩增用于产生反义RNA的DNA片段，然后构建表达载体，再将该DNA片段转化正常可育水稻，可得新的水稻核不育材料。本发明专利技术新发现的控制育性基因为培育水稻核不育系提供了一个新的途径；本发明专利技术提供的产生核不育系的方法简便，快速；本发明专利技术核不育材料可用于在水稻杂交时取代人工去雄，节约劳力；可用于轮回选择育种，对扩大水稻的种质基础有重要作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物育性基因领域。具体涉及一种控制水稻育性的基因及其编码蛋白；以及涉及该基因突变产生的一个单隐性核不育基因；此外，还涉及利用RNAi技术控制所述水稻育性基因的表达获得水稻不育系的方法
技术介绍
水稻是自花授粉作物，长期以来水稻品种的改良主要依赖杂交育种方法，但是由于人工去雄和杂交技术的限制，通常只能利用少数亲本进行杂交，亲本来源范围窄，导致品种遗传基础日渐狭窄，难以育成突破性的品种。水稻的主要农艺性状多为微效多基因控制 的数量性状，轮回选择育种方法可以打破不利基因的连锁，增加优良基因的积累，因而是扩大遗传基础，育成突破性品种的重要手段，但是由于人工去雄困难等限制，使轮回选择育种方法在自花授粉作物上的应用受到限制。而核不育基因的发现为自花授粉作物应用轮回选择育种方法提供了可能。Gilmore提出将核不育材料应用于自花授粉作物的轮回选择(Gilmore, E. C，Jr. Crop Sci, 1964. 4 :323-325)。Fujimaki 提出将核不育材料用于水稻的轮回选择(Fujimaki. H, S 等 Japan. J. Breed. 1977. 27 :70-77)。Lkehashi 详细描述了将核不育用于水稻于轮回选择的方法(Lkehashi H. Japan. J. Breed, 1980, 31 :205-209) 利用现有的水稻隐性雄性核不育进行水稻轮回选择育种存在的主要问题是(I)群体的总体性状受隐性核不育基因供体材料遗传背景的影响大，容易导致群体的遗传类型和性状表现单一，难以育成优良品系；(2)带有隐性核不育基因株系的选择或剔除是依据后代的自然分离进行，费时且工作量大，效率低。因此，需要寻找新的用于水稻轮回选择的隐性核不育类型进行水稻的轮回选择，并结合分子生物学技术对隐性核不育基因进行早期鉴定，减少工作量。被子植物花药的发育包括花药的分裂与花粉粒的发育。成熟的花药包括表皮、内皮层、中层以及绒毡层四层细胞。花药和花粉壁的正常发育对植物育性非常重要。目前在水稻中报道与花药以及花粉壁发育相关的基因有WDA1、PTCU 0SC6、TDR、UDTU GAMYB,CYP704B2、DPW、OsRaftinl等。这些基因的突变体在细胞学上表现为花药表皮蜡质层和花粉壁都缺失，或表现为花粉壁缺失，这些突变体最终都表现为雄性不育。ABC (ATP binding cassette)转移蛋白是广泛存在于动植物中的一个非常大、多样性丰富的基因家族。其主要功能是直接参与大量分子的跨膜运动。在植物中ABC转移蛋白尤其丰富，比如拟南芥和水稻中分别有编码ABC转移蛋白130个和132个，这些转移蛋白分别属于不同的亚家族。其中ABCG亚家族是在水稻和拟南芥中最大的ABC转移蛋白亚家族，该家族成员都是编码半分子量转移蛋白，其必须与另外的半分子量转移蛋白相互作用才能形成一个有功能ABC转移蛋白。在植物中ABC转移蛋白的底物具有很高的多样性，包括铁、脂肪酸、荷尔蒙等(Rea PA. Annual Review of Plant Biology. 2007. 58(1) :347_375。Jasinski M 等 Biochim Biophys Acta. 2003. 1465(1-2) :79-103)。ABCG 亚家族中已有 6个家族成员被报道了相关功能。在拟南芥中ABCl I/COFI，ABCG12/CER5，ABCG13 and ABCG26参与脂肪酸转移。另外两个STARl和STAR2与水稻耐铝相关，可能是参与铝离子的转移(Huang CF等.The Plant Cell. 2009. 21(2) :655-667)。但是与育性相关的功能尚未见报道。四川农业大学于1988年发现了一个水稻单隐性核不育材料(该核不育材料在本专利技术中被称为H2S或H2S,是指同一核不育材料)，显微观察发现在小孢子时期，该不育材料绒毡层未表现明显的降解，而小孢子表现出明显的降解，最终导致成熟时期突变体无花粉；电镜观察发现成熟时期该不育材料花药表皮细胞无角质层以及蜡质层的堆积，以及缺失花粉外壁与乌氏体结构(王玉平，2007年博士论文，四川隐性核不育水稻的遗传研究与育种利用；李园园，2008年硕士论文，水稻雄性不育突变体的细胞学研究及遗传分析)。经过研究将该基因初步定位于第6染色体的Wll和W19两个Indel标记之间；专利申请《利用隐性核不育材料进行籼稻轮回选择育种的方法》(申请号为200910250526.4)中公开了将该单隐性核不育材料在水稻轮回选择育种中的应用，并育成了一些突出优良的品种。ABCG15 属于 ABC 转移蛋白 G 亚家族成员(Paul J. Verrier 等。Trends in PlantScience 2008. 13(14) : 151-159)，经检索，没有发现有关ABCG15在水稻雄性不育方面用途的报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种控制水稻育性的基因。本专利技术第二目的在于提供上述控制水稻育性的基因的编码蛋白。本专利技术第三目的在于提供一种水稻单隐性核不育基因。该单隐性核不育基因是上述控制水稻育性的基因突变而来。本专利技术第四目的在于提供利用RNAi技术控制上述水稻育性基因的表达获得水稻不育系的方法。本专利技术第五目的在于提供上述水稻控制育性的基因在控制水稻育性上的用途。本专利技术第六目的在于提供上述水稻控制育性基因在培育水稻单隐性核不育系上的用途。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种控制水稻育性的基因，命名为ABCG15，由下述(I)或⑵组成(I)由SEQ ID NO 1所示的核苷酸序列组成；(2)由SEQ ID NO :I所示的核苷酸序列经 过插入、缺失或替代一个或多个碱基，与SEQ ID NO :1所示的核苷酸序列具有90%以上的同源性且编码与(I)相同功能蛋白质的核苷酸序列组成。编码上述控制水稻育性的基因的蛋白质，是下述(I)或(2)的蛋白质(I)由SEQ ID NO 2所示的氨基酸序列组成；(2)将SEQ ID NO :2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸的取代、缺失或添加且与水稻育性相关的氨基酸序列组成。含有外源上述控制水稻育性基因的表达载体、宿主细胞或植物。所述的载体是指pCambial300, pCambial301 或 p0sact2 等。所述的宿主细胞是指农杆菌或大肠杆菌等。所述的植物是指水稻、玉米、小麦、大豆、拟南芥或油菜等。一个水稻单隐性雄性不育基因，由下述⑴或⑵组成(I)由SEQ ID NO 3所示的核苷酸序列组成；(2)由SEQ ID NO :3所示的核苷酸序列经过插入、缺失或替代一个或多个碱基，与SEQ ID NO :3所示的核苷酸序列具有90%以上的同源性且编码与(I)相同雄性不育功能的核苷酸序列组成。含有上述水稻单隐性核不育基因的表达载体、宿主细胞或植物。所述的载体是指pCambial300, pCambial301 或 p0sact2 等载体。所述的宿主细胞是指农杆菌或大肠杆菌等。所述的植物是指水稻、玉米、小麦，油菜、大豆、短柄草或拟南芥等。利用RNAi技术控制上述水稻育性基因的表达获得水稻不育系的方法，包括如下步骤(I)PCR扩增，获得用于产生反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李仕贵，钦鹏，王玉平，涂兵，马炳田，邓路长，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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