[發明專利]基因LAM及應用、獲得草莓雄性不育系的方法及試劑盒

有效

• 申請號: 202011238592.2
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112322632B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 康春穎;馮佳;程來超
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/02;A01H5/04;A01H6/74
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 馮瑛琪

本發明涉及分子生物學技術領域，具體提供了一種基因LAM，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，并提供了LAM基因在調控草莓器官發育中的應用、通過改變LAM基因使其無法行使功能獲得草莓雄性不育系的方法及試劑盒。使用該方法獲得的草莓雄性不育系，在草莓育種過程中，可以直接作為母本應用，省去了繁瑣的人工去雄過程。同時獲得的草莓植株的匍匐莖形成受到抑制，基本不產生匍匐莖，開花后，不需要人工去除匍匐莖，有利于花序生成和坐果。

技術領域

本發明涉及分子生物學技術領域，具體涉及一種基因LAM、其應用、獲得草莓雄性不育系的方法及試劑盒。

背景技術

栽培草莓(Fragaria x ananassa，鳳梨草莓)是多年生草莓植物，屬于薔薇科草莓屬，由于其果實芳香濃郁、酸甜可口、色澤艷麗、營養豐富，深受廣大消費者的喜愛。據統計，2018年中國草莓總面積17.3萬hm²，總產量500萬t，成為世界第一草莓生產大國和第一消費大國，占世界總產量的50％以上。在草莓屬中，栽培草莓是八倍體，遺傳背景復雜，而二倍體草莓種森林草莓(Fragaria vesca)基因組和轉錄組信息完備，具有成熟的遺傳操作體系，且是栽培草莓的祖先種之一，因此成為草莓基礎研究的模式材料。

匍匐莖是草莓中的一種特殊分枝，其特點是第一個節間極度伸長，每兩個節位長出一株子代苗，其遺傳背景與母株完全相同。每條匍匐莖可繁育數十株子代苗，因此是草莓營養繁殖的重要器官。草莓在開花前，生成大量的匍匐莖；在開花后，需要減少匍匐莖數量，從而促進花序生成和坐果。因此，匍匐莖的有效調控關系到草莓的繁殖和果實產量。在匍匐莖形成過程中，植物激素赤霉素(GA)起到了關鍵的調控作用。外源噴施GA可以使草莓植株形成更多的匍匐莖，而噴施GA合成抑制劑則抑制匍匐莖的形成。迄今，僅發現了兩個赤霉素通路基因在這一過程中發揮關鍵作用，包括赤霉素合成酶基因FveGA20ox4和信號通路基因FveRGA1，分別是草莓匍匐莖產生的正負調控因子。新調控元件的發掘有利于深入解析草莓匍匐莖生成的分子調控機制，為草莓分子育種提供基因資源。

除了現在廣泛應用的匍匐莖繁殖外，種子繁殖品種的開發成為草莓育種的新方向。種子繁殖具有減少操作步驟、降低成本、減少病害傳播等優勢，對草莓來說是一種全新的繁育體系。對于種子繁殖來說，首先需要分別選育優良的父母本材料。在大田作物中，雄性不育材料常作為母本，以達到簡化雜交操作和保證雜交成功率的目的。目前，草莓中還未報道具有雄性不育特點的遺傳材料。

森林草莓的花由四輪花器官組成，分別包括5個萼片、5個花瓣、20個雄蕊以及附著在花托表面的大量雌蕊。關于森林草莓花器官發育調控基因的功能報道非常少，如FveUFO1和FaTM6。這兩個基因突變后，草莓各輪花器官發育都出現異常，難以應用于育種中。為了解決這一問題，亟待發掘特異調控草莓雄蕊發育的基因。

發明內容

發明人在森林草莓EMS突變體庫中，發現一株雄蕊缺失引起雄性不育的突變體loss of axillary meristems(lam)，同時其匍匐莖的形成受到抑制。通過精細的基因定位，找到了突變體的致突變基因，并通過CRISPR/Cas9技術介導的基因編輯技術獲得該基因的突變體，重現lam突變體的表型，進一步確認LAM基因的功能。

基于此，本發明提供了一種基因LAM，所述基因LAM的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本發明還提供了基因LAM在調控草莓植株器官發育中的應用。

進一步，所述器官為雄蕊。

進一步，所述器官為匍匐莖。

本發明還提供了一種獲得草莓雄性不育系的方法，包括以下步驟：

敲除或改變草莓中如權利要求1所述的基因LAM，以使基因LAM發生缺失或變異，進而使其編碼的蛋白無法表達或喪失活性；和/或,抑制基因LAM的表達。

進一步，改變基因LAM的方法為基因編輯。