[發明專利]使禾本科植物的雄性不育得以恢復的方法和雄性不育恢復劑

無效

• 申請號: 201080011059.0
• 申請日: 2010-01-07
• 公開（公告）號: CN102348385A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 東谷篤志;渡邊正夫;阪田忠
• 申請（專利權）人: 國立大學法人東北大學
• 主分類號: A01N63/00
• 分類號: A01N63/00;A01G7/06;A01N37/10;A01N39/04;A01N43/38;A01P21/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及使發生了雄性不育的植物、例如禾本科植物、特別是麥類植物的不育性得以恢復的方法及使麥類的不育性得以恢復的組合物。本發明特別涉及使由于高溫或低溫應激而發生了雄性不育的植物、例如禾本科植物、特別是麥類植物的不育性得以恢復的方法和組合物。

背景技術

對于禾本科植物的小麥、大麥等麥類而言，由于地球規模的溫暖化或由異常氣候所導致的氣溫上升而發生花粉形成過程不全，從而導致世界范圍內的谷物產量的減少。另外，對水稻而言，正如所知的東北地區的冷害，以約10年1次的頻率發生的所謂“山背風”所導致的異常低溫使花粉形成過程不全，從而使收獲大幅度降低。

東北地區的水稻的低溫損害(冷害)是在孕穗期(花粉母細胞的減數分裂后)內暴露于最高氣溫不足20℃的低溫應激下數日時，發生花藥壁絨氈層細胞(anther?wall?tapetal?cell)的肥大、阻礙花粉形成。花藥壁絨氈層細胞是對花粉供給營養、最終注定會因細胞凋亡而降解(collapse)的細胞。

另一方面，與水稻相反，小麥或大麥等麥類植物對高溫應激的敏感性高，在晝30℃夜25℃(特別是夜間25℃以上的條件)的高溫條件下，花藥壁細胞以及花粉母細胞的細胞分裂停止，該高溫條件持續4天以上時，則已經完全陷入不能恢復的狀況，發生花藥壁絨氈層細胞的早期降解。其結果，無法形成正常的花粉而發生花粉不育(雄性不育)，最終導致種子育性的降低。這些細胞分裂的停止或早期降解僅在花藥中觀察得到，對雌蕊、葉、莖等的生育并無影響，僅在雄性的花粉形成中觀察得到(Sakata等，Journal?of?Plant?Research??(2000)113，395-402；Abiko等，Sexual?Plant?Reproduction??(2005)18，91-100)。通過利用DNA微陣列的詳盡的表達分析可知在這種高溫損害時發生大規模的基因表達的變化。其中，生長素抑制蛋白基因(auxin?repressed?protein?genes)的表達在幼穗的高溫損害時被誘導，該生長素抑制蛋白基因是其基因表達受到生長素抑制的基因(Oshino等，Molecular?Genetics?and?Genomics(2007)278，31-42)。即，考察了作為植物激素之一的、在細胞的分裂或成長、發育和分化中起重要作用的生長素在高溫條件下花藥特異性的表達存在降低的可能性。已知，特別是在5葉期開始時放置于上述那樣的高溫環境時，絨氈層細胞和花粉母細胞的發育和分化停止，在之后所形成的花藥中未能形成花粉(Oshino等，Molecular?Genetics?and?Genomics??(2007)278，31-42)。

為了解決這些問題，正在通過利用以往的育種或基因重組技術制備重組體等來開發對高溫或低溫應激顯示耐性的品種。

生長素主要是促進植物生長的植物激素的總稱，已知有天然生長素和合成生長素。作為天然生長素，已知有3-吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)；作為合成生長素，已知有4-氯吲哚乙酸、苯乙酸、2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)、α-萘乙酸(NAA)、2，6-二氯苯甲酸、吲哚丁酸(IBA)、4-氯苯氧乙酸、5-氯吲唑乙酸乙酯、萘氧乙酸和2，4，5-三氯苯氧乙酸等。這些生長素作為生長調節劑被利用，在實驗室環境下被用于組織培養等，在田地中2，4-D等作為除草劑被利用。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：Tadashi?Sakara等，Journal?of?Plant?Research(2000)113，395-402

非專利文獻2：Mafumi?Abiko等，Sexual?Plant?Reproduction(2005)18，91-100

非專利文獻3：Takeshi?Oshino等，Molecular?Genetics?and?Genomics(2007)278，31-42

發明內容

發明要解決的問題

本發明提供用于使禾本科植物的雄性不育、特別是高溫或低溫應激所導致的雄性不育得以恢復的方法以及用于使禾本科植物的雄性不育、特別是高溫或低溫應激所導致的雄性不育得以恢復的組合物。

用于解決問題的方案