[發(fā)明專利]玉米母本單倍體主效誘導(dǎo)基因及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710024320.4
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106701803B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳紹江;劉晨旭;董昕;徐小煒;黎亮;鐘裕;陳琛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N15/55
• 分類號: C12N15/55;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;白艷

本發(fā)明公開了一種玉米母本單倍體主效誘導(dǎo)基因及應(yīng)用，還公開了誘導(dǎo)產(chǎn)生玉米母本單倍體的主效基因及其在雙單倍體(DoubleHaploid,DH)育種中的應(yīng)用。該基因編碼磷脂酶(PLA)，其核苷酸序列為序列1。該基因在編碼區(qū)發(fā)生突變后，在自交或作為父本與其他玉米材料雜交過程中具有母本單倍體誘導(dǎo)能力。本發(fā)明首次獲得了該基因的系列等位突變，并通過自交和雜交證明了其母本單倍體誘導(dǎo)功能。母本單倍的獲得對于單倍體育種(DH)及其相關(guān)研究中具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及玉米母本單倍體主效誘導(dǎo)基因及應(yīng)用。

背景技術(shù)

玉米是世界上第一大作物，具有食用、飼用和工業(yè)加工等多方面用途。玉米的增產(chǎn)對于供應(yīng)當(dāng)前食用、飼用和工業(yè)加工需求具有十分重要的意義。在當(dāng)前耕地面積逐漸減少的情況下，培育高產(chǎn)、多抗和廣適的玉米雜交種是關(guān)鍵。玉米雜交種的育成依賴于優(yōu)良自交系的選育。傳統(tǒng)選育自交系的方法費時費力，常常需通過7代以上方能育成一個穩(wěn)定的自交系。近年來，單倍體育種技術(shù)具有育種周期短、效率高、易于結(jié)合分子標(biāo)記輔助育種方法等優(yōu)點，已經(jīng)逐漸成為選育玉米自交系的主要技術(shù)。目前，玉米中單倍體主要來源于玉米孤雌生殖誘導(dǎo)系的誘導(dǎo)，即Stock6或其衍生的誘導(dǎo)系作為父本，與其他材料雜交后產(chǎn)生的。由于大多數(shù)誘導(dǎo)系導(dǎo)入了R1-nj標(biāo)記，因而可以使用胚和胚乳顏色標(biāo)記進行玉米單倍體的鑒別。因而大大提高了玉米單倍體育種的效率。

由于誘導(dǎo)系通過生產(chǎn)孤雌生殖而產(chǎn)生母本單倍體的方法具有廣泛的應(yīng)用前景和價值，因此，全球多家科研單位對于Stock6及其衍生系誘導(dǎo)產(chǎn)生母本單倍體的遺傳基礎(chǔ)和生物學(xué)基礎(chǔ)進行了大量的研究。結(jié)果表明，玉米孤雌生殖誘導(dǎo)能夠產(chǎn)生玉米單倍體這一性狀是可遺傳的，并受到多個遺傳位點的控制。(1999)等檢測到2個控制誘導(dǎo)率性狀的遺傳位點，分別位于1號染色體和2號染色體。能夠解釋約17％的表型變異。Barrant等(2008)也檢測到位于1號染色體的遺傳位點，驗證了前人研究的結(jié)果。Prigge等(2012)利用多個群體進行全基因組掃描，共發(fā)現(xiàn)8個控制誘導(dǎo)率的遺傳位點，其中包括位于1號染色體1.04bin的主效遺傳位點，并命名為qhir1。因此，位于qhir1是多個控制單倍體誘導(dǎo)率相關(guān)QTL中的效應(yīng)最大、功能最為重要的QTL。董昕等(2014)對qhir1進行了精細(xì)定位，并成功將定位區(qū)間縮小至243Kb的范圍。研究qhir1的候選基因?qū)τ谛滦驼T導(dǎo)系的選育及孤雌生殖誘導(dǎo)系誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體的遺傳學(xué)及生物學(xué)機理尤為重要，鑒于目前育種行業(yè)中單倍體育種技術(shù)利用的廣泛性，該發(fā)明具有十分廣泛的應(yīng)用空間和市場前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供玉米母本單倍體主效誘導(dǎo)基因，ZmPLA突變基因。

本發(fā)明提供的ZmPLA突變基因，其核苷酸序列為將野生ZmPLA基因核苷酸序列上進行插入或/和缺失或/和替換突變，得到序列；

所述野生ZmPLA基因核苷酸序列為序列1。

上述基因中，所述ZmPLA突變基因的核苷酸序列為如下1)-4)中任一種(下面對應(yīng)實施例中的ZmPLA突變基因ZmHIR1-1、ZmHIR1-2、ZmHIR1-3、ZmHIR1-Stock6)：

1)為野生ZmPLA基因核苷酸序列第280位和281位之間插入T堿基，其他堿基不變，得到的序列；

2)為野生ZmPLA基因核苷酸序列第271位-281位堿基缺失，其他堿基不變，得到的序列；

3)為野生ZmPLA基因核苷酸序列第281位堿基G缺失，其他堿基不變，得到的序列；