[發(fā)明專利]EAT1基因的應(yīng)用及恢復(fù)EAT1基因缺失導(dǎo)致水稻雄性不育的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310383378.X
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN103602657A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張大兵;牛寧寧;羅治靖;陳明姣;袁政;梁婉琪
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: C12N15/09
• 分類號: C12N15/09;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本申請是申請?zhí)枮?01210223656.0，申請日為2012.6.29，發(fā)明名稱為《水稻雄性不育株系創(chuàng)制的方法及其用途》的分案申請。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種生物工程技術(shù)領(lǐng)域中的水稻株系創(chuàng)制的方法，具體是一種EAT1基因的應(yīng)用及恢復(fù)EAT1基因缺失導(dǎo)致水稻雄性不育的方法。?

背景技術(shù)

水稻是世界上主要的糧食作物之一，更是我國最重要的糧食作物。中國是世界上最大的稻米生產(chǎn)國和消費(fèi)國，約有60%以上的國人以稻米為主食。我國水稻年播種面積超過3000萬公頃，占世界的20%，占全國糧食作物播種面積的30％；2011年，水稻總產(chǎn)量1.987億噸，占糧食總產(chǎn)量的42％，單位面積產(chǎn)量比所有糧食作物平均單產(chǎn)高出45％以上；單位面積產(chǎn)量6.35噸/公頃，比全球平均產(chǎn)量3.85噸/公頃高65%。其中一個重要因素就是雜交水稻的廣泛種植。?

雄性不育系：是指一種雄性退化（主要是花粉退化）但雌蕊正常的母水稻，由于花粉無力生活，不能自花授粉結(jié)實(shí)，只有依靠外來花粉才能受精結(jié)實(shí)，因此借助這種母水稻作為遺傳工具，通過人工輔助授粉的方法，就能產(chǎn)生大量雜交種子。從育種戰(zhàn)略上看，雜交水稻的發(fā)展可以分為三系法、兩系法和一系法三個發(fā)展階段。每進(jìn)入一個新階段，都是育種上的一次突破，從而會把水稻的產(chǎn)量提高到一個新臺階。現(xiàn)在生產(chǎn)上用的雜交水稻屬于三系法品種間雜交優(yōu)勢利用的范疇，這種三系雜交稻一般要比常規(guī)水稻增產(chǎn)20%左右，當(dāng)前仍處于方興未艾時期。但是，三系法雜交水稻種子優(yōu)勢表現(xiàn)復(fù)雜，受恢復(fù)系和保持系關(guān)系限制，使優(yōu)良組合的篩選比較困難。因此，科學(xué)家一直在篩選和培育新的不育系，以期擴(kuò)展細(xì)胞質(zhì)背景，為遠(yuǎn)緣雜交和雜種優(yōu)勢的利用奠定基礎(chǔ)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種EAT1基因的應(yīng)用及恢復(fù)EAT1基因缺失導(dǎo)致水稻雄性不育的方法；本發(fā)明利用EAT1基因及其蛋白參與調(diào)控水稻雄性生殖的特點(diǎn)，及其利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)控制水稻雄性生殖發(fā)育，通過突變該蛋白序列或抑制該蛋?白的表達(dá)產(chǎn)生新的水稻雄性不育株系，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有十分重要的應(yīng)用。?

本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，?

第一發(fā)明，本發(fā)明涉及一種EAT1基因的應(yīng)用，所述的EAT1基因編碼如SEQ?ID?NO.3所示的氨基酸，所述的應(yīng)用是：通過基因變異或抑制表達(dá)獲得水稻雄性不育株系并可以用來生產(chǎn)種子。?

第二方面，本發(fā)明還涉及一種恢復(fù)EAT1基因缺失導(dǎo)致水稻雄性不育的方法，通過引物擴(kuò)增EAT1基因，使用遺傳轉(zhuǎn)化手段轉(zhuǎn)化突變體植株，能夠使得突變體恢復(fù)到野生型表型。?

優(yōu)選地，所述的EAT1基因編碼如SEQ?ID?NO.3所示的氨基酸。?

優(yōu)選地，所述方法包括如下步驟：?

將含EAT1互補(bǔ)構(gòu)建的根癌農(nóng)桿菌（Agrobacterium?tumefaciens）EHA105轉(zhuǎn)入所述水稻雄性不育株系，培育，即得；其中EAT1互補(bǔ)構(gòu)建含有編碼如SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列；具體包括如下步驟：?

(a)提供攜帶表達(dá)EAT1互補(bǔ)構(gòu)建載體的根癌農(nóng)桿菌（Agrobacterium?tumefaciens）EHA105；?

(b)將水稻細(xì)胞或組織或器官與步驟(a)中的農(nóng)桿菌接觸，從而使編碼如SEQ?ID?NO.3所示氨基酸的核苷酸轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞，并且整合到水稻細(xì)胞的染色體上；?

(c)選擇轉(zhuǎn)入所述核苷酸的水稻細(xì)胞或組織，再生，獲得水稻植株。?

本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明通過控制水稻HLH結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子EAT1基因及其編碼蛋白獲得水稻雄性生殖發(fā)育的變異株，實(shí)現(xiàn)控制水稻生殖過程；本發(fā)明獲得的水稻突變體在營養(yǎng)期與來源親本無明顯差異，進(jìn)入生殖生長階段后雄性生殖發(fā)育異常，花粉敗育，得到完全不育的植株，在雜交水稻構(gòu)建和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有十分重要的應(yīng)用。?

附圖說明

圖1為pHB載體及EAT1干擾構(gòu)建示意圖。?

圖2為eat1突變體植株的形態(tài)學(xué)觀察示意圖。?

圖3為互補(bǔ)突變體得到野生型表型示意圖。?

具體實(shí)施方式