[發明專利]一種控制玉米雌性性狀的基因以及用于創制玉米雌性不育系的試劑盒、突變基因型和方法

有效

• 申請號: 201911260400.5
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN110903368B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 簡六梅;劉相國;許潔婷;嚴建兵
• 申請（專利權）人: 華中農業大學;未米生物科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/113;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 深圳市深坪知識產權代理事務所(普通合伙) 44586
• 代理人: 李想

本發明公開了一種控制玉米雌性性狀的基因、用于創制玉米雌性不育系的試劑盒、突變基因型及方法。本發明提供了Zm00001d000204基因核酸和氨基酸序列以及利用CRISPR?Cas9方法編輯Zm00001d000204基因序列，實現玉米雌性不育創制的方法，同時公開了編輯后具有雌性不育性狀的玉米基因型序列。本發明通過利用CRISPR/Cas9方法突變玉米硫酸鹽轉運蛋白編碼基因Zm00001d000204，發現了Zm00001d000204基因對玉米雌性性狀的調控功能。利用CRISPR/Cas9基因編輯的方法，可以創制玉米雌性不育系，從而用于玉米雜交制種并提高制種效率。本發明還提供了具有雌性不育性狀的Zm00001d000204突變基因型，這些突變基因型序列能夠造成玉米雌性不育，可以用來創制新的雌性不育系。

技術領域

本發明屬于分子遺傳學領域，具體涉及一種控制玉米雌性性狀的基因，創制玉米雌性不育系的方法、試劑盒、突變基因型。本發明提供了利用CRISPR-Cas9編輯Zm00001d000204基因序列創制玉米雌性不育系的方法，同時公開了編輯后具有玉米雌性不育性狀的基因型序列。

背景技術

育性是作物的關鍵農藝性狀,其發生機理和遺傳基礎是發育生物學的研究熱點。不育可分為雄性不育和雌性不育。雌性不育由于性狀難鑒定、突變體難獲得及內部機制復雜等原因,其研究遠遠滯后于雄性不育。

雌性不育在遺傳育種和雜交制種方面具有很大的應用價值。近年來，水稻中的一些雌性育性基因被相繼發現(高榮村，姜程曦，魏曉星，等.水稻雌性不育突變體研究進展及應用展望[J].浙江農業科學，2009，(5)：853-855.云南農業大學.雌性不育基因FST用于雜交水稻育種的方法：CN200910094988.1[P].2010-03-03.；北京大學.水稻雌性不育基因及其在雜交水稻制種中的應用：CN201210096970.7[P].2012-10-17.)。利用水稻雌性不育系、水稻雌性可育基因以及花粉失活和熒光篩選標記基因可以開發適合大規模機械化制種的雜交水稻組合(湖南雜交水稻研究中心.一種利用基因組編輯技術快速創制適合機械化制種的工程雌性不育系的方法：CN201811388237.6[P].2019-03-19.)。

然而，玉米中控制雌性發育的基因以及關于雌性不育的基因表達與調控機制還不清楚，相關的雌性不育系也較少，這嚴重制約了玉米雜交制種的效率和應用范圍。因此，玉米雌性育性相關基因和人工創制玉米雌性不育系的方法具有很大的應用前景。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種控制玉米雌性性狀的基因、用于創制玉米雌性不育系的試劑盒、突變基因型及方法，可以用來創制玉米雌性不育系，從而應用于玉米雜交制種。

為實現上述目的，本發明提供了一種蛋白質，其特征在于：所述蛋白質的氨基酸序列如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示；或SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示的序列經過取代和/或缺失和/或添加一個或多個氨基酸，且具有與SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示的序列相同功能的序列。一般可以預見這些來自不同植物或不同玉米材料中的同源蛋白具有相同或者相似的功能，因此同樣可以利用這些基因改良植物的農藝性狀。進一步，即使不能預見這些蛋白的功能，本領域的一般技術人員可以根據本發明提供的方法和現有技術測定它們是否具有控制植物雌性育性的功能。

在另一方面，本發明還提供了一種核酸，其特征在于：所述核酸編碼上述的蛋白；在一些實施方案中，上述核酸的序列為SEQ ID NO.3-SEQ ID NO.6所示。

在另一方面，本發明還提供了一種創制玉米雌性不育系的方法，其特征在于：抑制玉米中上述蛋白的表達和/或活性，選擇玉米雌性不育的植株。

在一些實施方案中，上述抑制蛋白表達和/或活性的方法包括基因編輯、RNA干擾、T-DNA插入、物理或化學誘變中任一種。

在一些實施方案中，上述基因編輯采用CRISPR/Cas9方法。