[發明專利]一種紅麻轉基因創制細胞質雄性不育系的方法

有效

• 申請號: 201710061145.6
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106916845B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 周瑞陽;周步進
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

本發明涉及育種方法，具體公開了一種紅麻轉基因創制細胞質雄性不育系的方法：以紅麻中非全長Hcpdil5?2a為目的基因，采用轉基因方法獲得細胞核雄性不育種質資源，繼而與非轉基因的野生型雜交形成F₁代群體，建立不育株與可育株為1:1的永久分離群體；以該群體中的雄性不育株為母本，與非轉基因的異源保持系或品種(系)進行核置換回交，即可選育出質核異源細胞質雄性不育系；又以質核異源雄性不育系選育過程中任一世代的雄性不育株為母本，以非轉基因的野生型(與轉基因供試品種為同一品種來源)品種(系)為父本，進行核置換回交，即可選育出質核同源細胞質雄性不育系。

技術領域

本發明涉及育種方法，具體地說，涉及一種紅麻轉基因創制細胞質雄性不育系的方法。

背景技術

紅麻又稱“洋麻”，是錦葵科木槿屬一年生韌皮纖維作物。因其在長江流域及其以北地區不能自然留種，北方麻區每年要從華南地區引入大量種子。紅麻表現出強大的雜種優勢，其雜種優勢率高達35％-40％。長期以來，紅麻雜種優勢利用是國內外紅麻育種的主攻目標。

但在農業生產中，由單一細胞質雄性不育系組配的雜交種在生產中的大面積推廣和長期利用可能成為某一病害生理小種的哺育品種，從而存在某一病害大流行的風險。解決這一問題的基本途徑是獲得多種細胞質來源的雄性不育系，而不同細胞質來源的雄性不育系的選育源于細胞質雄性不育種質的遺傳多樣性。但迄今為止，植物細胞質雄性不育種質一般源于自然突變或采用遠緣雜交的方法獲得，而自然突變幾率很低，遠緣雜交又難以成功，因此，許多作物因雄性不育種質的缺乏至今尚未選育出細胞質雄性不育系。若能采用轉雄性不育相關基因的方法創造細胞質雄性不育種質將具有極重要的科學意義和廣闊的利用前景。

申請人團隊長期致力于植物雄性不育種質創新及其分子基礎的研究工作。2008年，周瑞陽指導的博士研究生李剛采用同重標簽相對定量與絕對定量(簡稱iTRAQ)技術分析了紅麻雄性不育系和保持系花藥線粒體蛋白質組差異，發現了一個差異表達的PDIL(protein disulfide isomerase-like，類蛋白質二硫鍵異構酶，縮寫為“PDIL”)蛋白。該蛋白質部分氨基酸殘基的同源比對表明，它與AtPDIL5-2、OsPDIL5-2和OsPDIL5-3直系同源。2010年，周瑞陽指導的另一位博士研究生金剛在此基礎上，根據GenBank中公布的OsPDIL5-2、OsPDIL5-3、AtPDIL5-2及其他同源基因的cDNA序列，基于同源克隆和RACE技術，克隆了兩個紅麻PDIL同源基因，并通過全長cDNA的擴增加以驗證。兩個基因分別命名為Hcpdil5-2a和Hcpdil5-2b，在NCBI基因數據庫中的登錄號分別為HQ638208和HQ898859。同時，這兩個基因在不育系開花期的不同組織器官的表達量存在差異，其中Hcpdil5-2a在各組織的表達均受到不育胞質的影響，而Hcpdil5-2b的表達僅在營養器官中受到不育胞質的影響。說明Hcpdil5-2a可能與雄性不育有關。但與雄性不育可能有關與細胞質雄性不育系的創制是兩個完全不同的問題。

經過多年的探索性研究發現，采用花粉管通道法轉紅麻非全長Hcpdil5-2a基因，成功創造出了紅麻細胞核雄性不育種質，繼而轉育成紅麻細胞質雄性不育系。對此，國內外均未見報道。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種紅麻轉基因創制細胞質雄性不育系的方法。

為了實現本發明目的，本發明的技術方案如下：

一種紅麻轉基因創制細胞質雄性不育系的方法，包括如下步驟：

S1、構建可超量表達目標基因的重組表達載體；目標基因如SEQ ID No.1所示；

S2、將上述重組表達載體采用花粉管通道法導入紅麻中，收獲T₀代種子；