[發明專利]一種雄性不育基因MsGAL及其應用

有效

• 申請號: 202110465414.1
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113046377B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 徐博;王英哲;閆冬;孟悅;徐安凱;張南翼
• 申請（專利權）人: 吉林農業大學;吉林省農業科學院
• 主分類號: C12N15/56
• 分類號: C12N15/56;C12N9/38;C12N15/84;C12N15/66;A01H5/02;A01H6/54
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

本發明公開了一種雄性不育基因MsGAL的應用及恢復紫花苜蓿雄性不育的方法，屬于生物工程技術領域。本發明提供了一種MsGAL基因的應用，所述MsGAL基因如SEQ IDNO.1所示的核苷酸序列，所述的應用是：通過抑制MsGAL基因的表達從而獲得紫花苜蓿雄性不育株系并用其生產種子；本發明還提供一種恢復MsGAL基因缺失導致紫花苜蓿雄性不育的方法，通過構建過表達載體，利用遺傳轉化手段轉化上述育成的紫花苜蓿雄性不育株系，使其恢復育性及野生型表型；本發明創制的紫花苜蓿雄性不育株系以及提供的恢復該雄性不育株系育性的方法，在雜交紫花苜蓿構建和農業生產上具有十分重要的應用。

技術領域

本發明涉及一種生物工程技術領域的紫花苜蓿株系創制方法，尤其涉及一種雄性不育基因MsGAL及其應用。

背景技術

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是發展草畜產業首選的牧草資源，在世界范圍內廣泛種植。作為典型的雌雄同花異花授粉植物，具有自交不親和性，需采用雜交的方式進行制種。因有著明顯的雜種優勢，在實際應用中利用這種優勢制種主要分為人工去雄雜交制種和利用核質互作雄性不育系雜交制種兩條途徑，后者不僅可以減少去雄用工，降低制種成本且被證明能有效培育優質苜蓿雜交品種。隨著各國對優質牧草需求量的與日俱增，早日全面揭示紫花苜蓿雄性不育的機理，最大發揮其雜種優勢效應是重要任務。

雄性不育對植物本身是不利于繁衍的性狀，但卻是在自然界中進化出的生存方式之一，利用這一性狀進行重要遺傳改良是目前關于紫花苜蓿育種工作的研究熱點。在高等植物中，花粉發育是一個復雜的過程,其間涉及到大量基因的表達和調控。花粉作為雄配子體，包含與雌配子體結合完成受精過程的全部遺傳信息,在開花植物的有性生殖過程中發揮著重要的作用，花粉發育期間的任一過程受阻都可能導致植物花粉敗育，表現雄性不育性。紫花苜蓿雄性不育的發生有時空特異性，發掘和闡明其雄性不育相關基因的復雜調控網絡通路，為生產實踐中能更好地利用紫花苜蓿雄性不育系和雜種優勢培育優質雜交種擴大紫花苜蓿產業提供理論依據。

紫花苜蓿在育種方面的研究雖一直在進行，但雜交種選育過程中優質雄性不育系與配套保持系材料篩選困難，同時作為四倍體植物，基因組相對復雜、生長周期較長等因素，也限制了其雜交、雜種優勢利用在育性遺傳基礎和遺傳模式等相關研究的進度。

發明內容

本發明的目的是針對目前技術上的缺陷和不足，提供一種MsGAL基因的應用及恢復MsGAL基因缺失導致紫花苜蓿雄性不育的方法，利用MsGAL基因及其蛋白參與調控紫花苜蓿花粉敗育的特點，以及利用轉基因技術控制紫花苜蓿雄性生殖發育，通過抑制該蛋白產生新的紫花苜蓿雄性不育株系，通過過表達該蛋白恢復紫花苜蓿的雄性不育性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一方面，本發明提供了一種雄性不育基因MsGAL，所述基因MsGAL核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。

另一方面，本發明還提供了一種雄性不育MsGAL基因的應用，其特征在于，所述的應用是：通過抑制MsGAL基因的表達從而獲得紫花苜蓿雄性不育株系，并用所述紫花苜蓿雄性不育株系來生產種子。

最后，本發明提供了一種恢復MsGAL基因缺失導致紫花苜蓿雄性不育的方法，通過構建含有MsGAL基因的過表達載體，利用遺傳轉化手段轉化上述育成的紫花苜蓿雄性不育株系，能夠使其恢復育性及野生型表型；

優選地，所述方法包括如下步驟：

將MsGAL互補構建的農桿菌轉入所述紫花苜蓿雄性不育系，培育，即得；其中MsGAL互補構建載體中含有編碼如SEQ IDNO.1所示的核苷酸序列；

優選地，具體包括以下步驟：

(a)提供攜帶表達MsGAL互補構建載體的農桿菌LBA4404；