[發明專利]一種OsGA3ox1基因在水稻雄性不育株系創制中的應用

有效

• 申請號: 201710531581.5
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107227303B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 龍起樟;萬建林;黃永蘭;王會民;唐秀英;蘆明
• 申請（專利權）人: 江西省超級水稻研究發展中心
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;A01G7/06;A01H1/02;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 伍兵

本發明屬于水稻育種技術領域，涉及應用赤霉素合成基因創造雄性不育株系的方法。不育系的創制是水稻雜種生產的關鍵，為了克服現有″三系″及″兩系″不育系的缺點，本發明提供了一種新型的不育系及其創制方法，具體公開了應用水稻赤霉素合成基因OsGA3ox1創制水稻雄性不育株系的方法以及此種不育株系的育性恢復方法。本發明提供了赤霉素合成基因OsGA3ox1一種全新的應用，為雜種生產提供了一種可通過外源噴施赤霉素而得以自身繁殖，育性不受環境條件影響，克服了以往光溫敏兩用不育系受極端天氣影響而制種風險高的缺點的新型的兩用不育系系統。

技術領域

本發明屬于水稻育種技術領域，涉及水稻赤霉素合成基因OsGA3ox1的一種全新的應用和一種相關的新型水稻不育株系的創制方法，具體涉及OsGA3ox1基因在水稻雄性不育株系創制中的應用、應用OsGA3ox1基因創制水稻雄性不育株系的方法以及通過此種方法創制的水稻雄性不育株系的育性恢復方法。

背景技術

獲得不育系是水稻中進行雜種優勢利用的基礎。目前水稻生產中應用的不育系主要為細胞質(質核互作)雄性不育系和光溫敏核不育系。相關制種也相應分為″三系″及″兩系″制種。″三系″系統由于受恢保關系限制存在配組不自由的問題，并且由于育性恢復非簡單地受單基因控制，又增加了恢復系或保持系培育的難度，因此，″三系″育種年限較長，效率低下，而″兩系″不育系也存在育性轉換臨界溫度受遺傳背景影響較大、難以預測的問題，而且由于極端天氣的影響，″兩系″制種面臨較高風險。雖然能克服上述缺點的利用核隱性不育基因的SPT技術已初步應用于水稻生產，但這種方法存在必須依賴專門昂貴設備的問題，而且技術較為復雜，不易為普通育種者掌握。因此，生產中急需培育過程簡單且育性穩定的新型不育系。

通過基因工程干預某種生化代謝，使得某種育性維持必須的代謝物缺乏，從而造成不育，而且此種不育材料的育性可通過外源施加缺乏的代謝物而恢復，這可能是不育系獲得的一種全新途徑，國內外已有一些研究者進行了有益嘗試[Bae H K，Kang H-G，Kim G-J， et al.Transgenic rice plants carrying RNA interference constructs of AOS(allene oxide synthase)genes show severe male sterility.Plant Breeding，2010，129：647-651；Huang S，Cerny R E，Qi Y，et al.Transgenic studies on theinvolvement of cytokinin and gibberellin in male development.Plant Physiol，2003， 131(3)：1270-1282；Engelke T，Hirsche J，Roitsch T.Anther-specificcarbohydrate supply and restoration of metabolically engineered malesterility.J Exp Bot，2010， 61(10)：2693-2706；Goetz M，Godt D E，Guivarc′h A，etal.Induction of male sterility in plants by metabolic engineering of thecarbohydrate supply.Proc Natl Acad Sci U S A，2001，98(11)：6522-6527；van derMeer I M，Stam M E，van Tunen A J，et al. Antisense inhibition of flavonoidbiosynthesis in petunia anthers results in male sterility.Plant Cell，1992，4(3)：253-262；Yistra B，Busscher J，Franken J，et al. Flavonols and fertilizationin Petunia hybrida：Localization and mode of action during pollen tubegrowth.Plant J，1994，6：201-212；Ribarits A，Mamun A N，Li S， et al.Combination ofreversible male sterility and doubled haploid production by targetedinactivation of cytoplasmic glutamine synthetase in developing anthers andpollen.Plant Biotechnol J，2007，5(4)：483-494；Albertsen，M.C.，et al.1999，Induction of male sterility in plants by expression of high levels ofavidin.United States，Pioneer Hi-Bred International，Inc.，Des Moines，Iowa.US5962769；Sinha R， Raiam M V.RNAi silencing of three homologues of S-adenosylmethionine decarboxylase gene in tapetal tissue of tomato results inmale sterility.Plant Mol Biol，2013，82(1-2)：169-180]。當前，基因工程法制備代謝缺陷型不育材料仍然存在育性不徹底、成本較高或引起其他其他農藝性狀嚴重劣變等問題，生產中未見相關成果的實際應用。在水稻中，通過尋找更為優良的代謝缺陷型雄性不育材料不失為一條尋找新型不育系以克服水稻現有不育系缺點的重要途徑。