[發明專利]一種甘藍型油菜雄性不育基因、蛋白、載體、工程菌及其應用

有效

• 申請號: 202010903840.4
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112143735B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 曾新華;吳剛;閆曉紅;袁榮;王淼;劉芳;羅軍玲;武玉花;朱莉;李曉飛;李均
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院油料作物研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/02;A01H5/10;A01H6/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 薛紅凡

本發明涉及一種甘藍型油菜雄性不育基因BnMS5^f、蛋白、載體、工程菌及其應用。所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本發明所述基因BnMS5^f可作為一個油菜雄配子發育調控的功能基因應用于油菜基因工程雄性不育系統的創制。

技術領域

本發明涉及生物育種技術領域，具體涉及一種甘藍型油菜雄性不育基因BnMS5^f、蛋白、載體、工程菌及其應用。

背景技術

目前，我國油菜雜種優勢利用的雄性不育系統主要是細胞質雄性不育系統和細胞核雄性不育系統，但是細胞質雄性不育系統在油菜生產應用上存在一些不盡人意的地方。而細胞核雄性不育系統不育性穩定徹底，不存在不育胞質負效應和胞質單一化的潛在風險，一般不受恢保關系的限制，很容易獲得強優勢組合，在雜種優勢利用中具有廣闊的前景。近年來，我國在油菜雄性不育研究領域不斷取得突破，大量油菜育性相關分子標記的開發、育性相關基因的克隆與功能研究，不僅推動了雄性不育在油菜雜種優勢利用中的應用，也為油菜光、溫敏雄性不育的研究與應用指明了方向。

Yi等在油菜中首次利用圖位克隆成功克隆了油菜隱性核不育S45AB的恢復基因BnMs1和BnMs2(Yi B,Zeng FQ,Lei SL,Chen YN,Yao XQ,Zhu Y,Wen J,Shen JX,Ma CZ,TuJX,Fu TD.Two duplicate CYP704B1-homologous genes BnMs1 and BnMs2 are requiredfor pollen exine formation and tapetal development in Brassica napus.PlantJ.2010,6:925-938)。油菜隱性上位互作型雄性不育系9012A的不育基因BnMs3與擬南芥基因AtTic40同源，BnMs3基因主要參與油菜雄蕊絨氈層發育(Dun XL,Zhou ZF,Xia SQ,WenJ,Yi B,Shen JX,Ma CZ,Tu JX,Fu TD.BnaC.Tic40,a plastid inner membranetranslocon originating from Brassica oleracea,is essential for tapetalfunction and microspore development in Brassica napus.Plant J.2011,68:532-545；Li J,Hong DF,He JP,Ma L,Wan LL,Liu PW,Yang GS.Map-based cloning of arecessive genic male sterility locusin Brassica napus L.and development ofits functional marker.Theor Appl Genet.2012,125(2):223-234；Dun XL,Shen WH,Zhou ZF,Xia SQ,Wen J,Yi B,Shen JX,Ma CZ,Tu JX,Fu TD,LagercrantzU.Neofunctionalization of duplicated Tic40 genes caused a gain-of-functionvariation related to male fertility in Brassica oleracea lineages.Plantphysiol.2014,166:1403-1419)。進一步研究認為，9012A的育性只受2個位點(Bnms3和Bnrf)互作控制，BnMs4、BnRf和Bnrf之間是復等位基因(董發明,洪登峰,劉平武,謝彥周,何慶彪,楊光圣.甘藍型油菜隱性細胞核雄性不育系9012AB遺傳模式新釋.華中農業大學學報,2010,29(3):262-267；俎峰,夏勝前,頓小玲,周正富,曾芳琴,易斌,文靜,馬朝芝,沈金雄,涂金星,傅廷棟.基于分子標記的油菜隱性核不育7-7365AB遺傳模式探究.中國農業科學,2010,43(15):3067-3075)。后期在成功克隆BnRf基因基礎上，解析了BnRf基因的功能與作用機理，明確了BnMs4、BnRf和Bnrf之間的關系(Deng ZH,Li X,Wang ZZ,Jiang YF,WanLL,Dong FM,Chen FX,Hong DF,Yang GS.Map based cloning reveals the complexorganization of the BnRf locus and leads to the identification of BnRfb,amale sterility gene,in Brassica napus.Theor App lGenet.2016,129(1):53-64；XiaSQ,Wang ZX,Zhang HY,Hu KN,Zhang ZQ,Qin MM,Dun XL,Yi B,Wen J,Ma CZ,Shen JX,FuTD,Tu JX.Altered transcription and neofunctionalization of duplicated genesrescue the harmful effects of a chimeric gene in Brassica napus.PlantCell.2016,28(9):2060-2078)。油菜顯性細胞核雄性不育系宜3A(或由其轉育的不育系)的育性受到同一位點的三個復等位基因控制，BnMS5^a(恢復基因)，BnMS5^b(不育基因)和BnMS5^c(正常可育或臨保系基因)，且這3個等位基因之間的顯隱性關系為BnMS5^aBnMS5^bBnMS5^c(盧衛.甘藍型油菜細胞核雄性不育恢復基因BnMs5a的克隆.[博士學位論文].武漢:華中農業大學,2013)。Xin等成功克隆了宜3A的不育基因BnMS5^b和恢復基因BnMS5^a，不育基因BnMS5^b為BnMS5^a在內含子區內轉座子插入造成的功能缺失突變，BnMS5^a基因能恢復不育系(BnMS5^b)的育性(Xin Q,Shen Y,Li X,Lu W,Wang X,Han X,Dong FM,Wan LL,Yang GS,Hong DF,Cheng ZK.MS5 mediates early meiotic progression and its naturalvariants may have applications for hybrid production in Brassica napus.PlantCell.2016,28:1263-1278)。同時，Zeng等成功克隆了溫敏細胞核顯性不育系TE5A的不育基因BnMS5^d(Zeng XH,Yan XH,Yuan R,Li KQ,Wu YH,Liu F,Luo JL,Li J,WuG.Identification and analysis of MS5d:A gene that affects double-strand break(DSB)repair during meiosis I in Brassica napus microsporocytes.Front.PlantSci.2016,7:e1005396)。但是，不論是BnMS5^b還是BnMS5^d導致的油菜雄性不育均受溫度影響，在低溫條件下有花粉產生。