[發明專利]利用SH4

有效

• 申請號: 201710179407.9
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107090469B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 盧寶榮;晏煥新;蔡星星
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于生物環境安全檢測技術領域，具體為一種利用SH4基因沉默降低栽培稻與雜草稻雜交后代種子落粒性的方法。本發明通過基因沉默技術使栽培稻的落粒基因（SH4）功能喪失，含SH4基因沉默元件的栽培稻轉基因一旦通過基因漂移轉移到雜草稻群體，由于種子落粒性下降，將降低轉基因擴散的風險；同時，包含該SH4基因沉默元件的雜草稻群體的種子落粒性和擴散能力將大大下降，從而可以通過栽培稻向雜草稻的基因漂移，將該落粒性降低的性狀轉移到雜草稻群體，達到控制雜草稻群體擴散，降低雜草稻危害的目的。本發明能夠極大降低轉基因逃逸到雜草稻之后可能導致的環境安全風險，降低雜草稻擴散和危害，避免經濟損失，具有廣闊應用前景。

技術領域

本發明屬于生物環境安全檢測技術領域，具體涉及降低栽培稻與雜草稻雜交后代種子落粒性的方法。

背景技術

轉基因作物的商品化應用在帶來巨大經濟利益的同時，也存在一些潛在的轉基因生物安全問題：一些具有自然選擇優勢的轉基因（目的基因），如：抗病、抗蟲以及抗除草劑轉基因，可以通過基因漂移從栽培作物向其野生近緣種逃逸，從而產生難以控制的雜草，帶來潛在的環境生物安全問題。因此，為了盡量避免或降低由于轉基因逃逸可能帶來的危害，可以通過轉基因弱化技術，即：將表達對栽培作物野生近緣種具有劣勢，但對栽培作物無影響或有利的基因轉入栽培作物，再通過基因漂移將該基因轉移到栽培作物的野生近緣種群體，達到降低（弱化）野生近緣種適合度的目的。把弱化基因作為“安全盒”與目的轉基因串聯構建轉基因載體，共同轉入栽培作物，將可以降低由于目的轉基因逃逸到栽培作物野生近緣種可能帶來的環境安全風險。

栽培稻是世界上最重要的糧食作物之一。近些年來，由于栽培稻種植方式的改變等多種原因，導致稻田中雜草稻數量增多。雜草稻具有較強的種子落粒性，成熟的稻種很容易因受到一點自然風力或者外界機械力的作用，掉落入稻田的泥土中，無法收獲，從而造成糧食產量的巨大損失。然而，栽培稻的種子落粒性不強。研究表明，栽培稻的落粒基因（SH4）是在其馴化過程中導致種子落粒性下降的關鍵基因之一，它通過調控成熟栽培稻小穗軸上離層的形成和降解影響栽培稻的種子落粒性。利用不同的基因沉默方法，可以抑制SH4基因的表達，從而降低栽培稻的種子落粒性，如果SH4基因沉默元件通過基因漂移進入到雜草稻群體，就會降低雜草稻群體的種子落粒性。因此，急需一種利用沉默栽培稻的SH4基因，通過栽培稻向雜草稻的基因漂移，弱化雜草稻種子落粒性的技術，從而降低由于轉基因從轉基因栽培稻轉移到雜草稻之后可能帶來的環境安全風險，同時也可以通過降低雜草稻的落粒性，降低稻田中雜草稻的危害。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用SH4基因沉默技術，降低栽培稻以及栽培稻與雜草稻雜交后代種子落粒性的方法。

本發明通過合成SH4基因沉默元件并與能夠在栽培稻離層組織高效表達的啟動子相融合形成嵌合基因，將含有該嵌合基因的植物表達載體經過遺傳轉化導入栽培稻，獲得能夠降低轉基因逃逸風險的“安全”轉基因栽培稻。所述轉基因栽培稻能夠降低植物表達載體上與SH4基因沉默元件緊密連接的任意轉基因在雜草稻群體中擴散并持續造成危害的可能性，從而提高轉基因栽培稻的環境生物安全性，同時，可以通過該技術來防治雜草稻的擴散。該方法在轉基因作物育種和商品化生產方面具有廣泛的應用價值和推廣前景。

具體而言，本發明提供的利用SH4基因沉默元件降低栽培稻以及栽培稻與雜草稻雜交后代種子落粒性的方法，是利用基因沉默技術使栽培稻中落粒基因（SH4）功能喪失，當沉默的SH4基因通過雜交漸滲進入雜草稻群體，可以降低栽培稻與雜草稻雜交后代群體的種子落粒性，從而建立一種降低轉基因栽培稻與雜草稻雜交群體種子落粒性的技術方法。其具體步驟為：