[發明專利]調控水稻雌性發育的突變型基因及其編碼的蛋白、應用以及引物

有效

• 申請號: 201911384828.0
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN113046359B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 毛畢剛;趙炳然;彭彥;韶也;鄭文杰;胡遠藝;唐麗;李曜魁;張丹
• 申請（專利權）人: 湖南雜交水稻研究中心
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/11;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌;郭蓓霏

本發明公開了調控水稻雌性發育的突變型基因，分別為OsMLH1基因上的突變型基因Osmlh1?1和突變型基因Osmlh1?2，以及OsMLH3基因上的突變型基因Osmlh3?1和突變型基因Osmlh3?2。這幾種突變類型的基因編碼的蛋白在控制水稻雌性器官育性方面具有明顯作用，其編輯的突變體Osmlh3和Osmlh1出現相似表型，結實率都下降到10％左右，可以利用上述突變型基因通過遺傳工程的手段產生水稻雌性不育恢復系，用來生產雜交種子，開展輪回選擇，在農業生產上具有十分重要的應用前景。本發明還公開了上述突變型基因所編碼的蛋白、在調控水稻雌性發育中的應用，以及擴增上述基因的引物對。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及一種調控水稻雌性發育的突變型基因及其編碼的蛋白和應用，以及擴增上述突變型基因的引物。

背景技術

錯配修復(Mismatch Repair,MMR)是影響生物遺傳變異的關鍵機制，主要負責DNA合成、遺傳重組及損傷過程基因組單個及少數堿基缺失、插入及錯配的修復，對維持DNA復制保真和基因組穩定性至關重要(崔海瑞等，2014)。目前錯配修復系統的功能在擬南芥中有深入研究，但是水稻的MMR系統組成及其分子機制知之甚少。

在高等植物擬南芥中有10個錯配修復的基因，分別是AtMSH1、AtMSH2、AtMSH3、AtMSH6、AtMSH7、AtMSH4、AtMSH5、AtPMS1、AtMLH1、AtMLH3。其中AtMLH3與AtMLH1結合形成二聚體，除了參與錯配修復外，更重要的功能是促進減數分裂中的交換，維持減數分裂進程。兩個擬南芥AtMLH3基因的插入突變體在營養生長階段與野生型沒有差異，但是突變體的結實率降低50％以上，原因是雄配子形成過程中霍利迪雙結(dHj)可以形成，但AtMLH1和AtMLH3形成二聚體不能正確定位，使得染色體交叉減少了60％，并引起減數分裂前期I進程延遲25h(Jackson et al.,2006)。

前期通過正向遺傳學，我們利用一份雌性不育的突變體fsv1(花粉育性基本正常，約85％的胚囊敗育)，定位到突變基因OsMLH3(Os09g0551900)，其為擬南AtMLH3的同源基因，已申請基因專利“調控水稻雌性器官育性的基因及其編碼蛋白和應用”(申請號CN201711195274.0)。目前水稻中報道的雌性不育基因很少，可以在育種上利用的更少。因此，開發新的雌性不育基因對水稻育種領域具有十分重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種調控水稻雌性發育的新型突變型基因及其編碼的蛋白和應用方法，并提供擴增上述突變型基因的引物。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種調控水稻雌性發育的OsMLH1突變型基因，具體為突變型基因Osmlh1-1或突變型基因Osmlh1-2，相比未突變的水稻OsMLH1基因全長CDS序列(其核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示)，所述突變型基因Osmlh1-1在水稻OsMLH1基因全長CDS序列的第334位核苷酸處存在[G/-]1個堿基的缺失，所述突變型基因Osmlh1-2在水稻OsMLH1基因全長CDS序列的第325-334位核苷酸處存在[TTCAGAGGGG/-]10個堿基的缺失。優選的，所述突變型基因Osmlh1-1的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述突變型基因Osmlh1-2的核苷酸序列如SEQID NO.4所示。

一種調控水稻雌性發育的蛋白，由上述OsMLH1突變型基因編碼得到，所述突變型基因Osmlh1-1編碼得到的Osmlh1-1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示，所述突變型基因Osmlh1-2編碼得到的Osmlh1-2蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。