[發明專利]陸地棉GhMS20基因及其在創制棉花單顯性雄性不育系的應用

在審

• 申請號: 202110975674.3
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113862278A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 孫杰;劉峰;張新宇;薛飛;李艷軍
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/60
• 代理公司: 北京知本村知識產權代理事務所(普通合伙) 11039
• 代理人: 劉江良

本發明公開一種在陸地棉GhMS20基因及其編輯載體創制棉花單顯性雄性不育系的應用，屬于農業生物技術領域。本發明公開了一種培育棉花不育系的方法，針對棉花的MS20基因為靶標，創制單顯性雄性不育系，步驟包括降低所述棉花植株中花粉發育相關的MS20的表達或活性的步驟。本發明可以產生新的棉花雄性不育系，用來生產雜交種子，開展新型二系雜交棉花、輪回選擇和創造基因庫，在農業生產上具有十分重要的應用。

技術領域

本發明屬于農業生物技術領域，具體涉及一種在棉花中表達的GhMS20基因及其在棉花單顯性雄性不育中的應用。本發明描述了來自棉花GhMS20基因的核苷酸序列，利用該序列構建基因編輯載體，遺傳轉化棉花，創制出單顯性雄性不育表型的轉基因植株。

背景技術

雄性不育是作物雜交制種和種質創新的重要遺傳資源，雄性不育基因的定位、克隆與功能解析有重要的理論意義和應用價值。造成植物育性降低的因素有很多種，如絨氈層發育和降解異常、花粉發育異常、花藥發育開裂異常和環境異常等。雄性不育通常是指雌雄同株植物保持完全正常的雌性功能，而不能產生正常功能雄性配子的一種生物學特征。該性狀主要表現為花藥無花粉、雄配子或花粉粒無活性和花藥不開裂等，但雌蕊可接受外來的花粉而受精結實，這為研究花粉粒發育、細胞質、細胞核和核質互作遺傳等基礎研究提供重要實驗材料，也成為開展農作物輪回選擇、雜種優勢、群體改良和種質資源創新的重要工具。因此，植物雄性不育機理和應用一直是生命科學領域研究的重點和熱點。

棉花是重要的纖維作物，具有明顯的雜種優勢，棉花雜交制種途徑包括人工去雄、化學殺雄、利用指示性狀和雄性不育系等。目前，棉花育種生產雜交種主要通過人工去雄方法實現，但人工去雄生產雜交種具有成本高、效率低和育種周期長等缺點，因此，雄性不育在育種中的研究、應用和推廣具有重要意義。然而，由于缺乏合適的雄性不育材料生產F₁種子，雜種優勢在棉花生產中的應用受到限制。目前，棉花雄性不育雜種優勢利用主要集中于洞A和ms5ms6兩種棉花隱性細胞核雄性不育系，通過雜交或回交培育獲得多種洞A不育衍生系，先后培育出高雜種優勢組合類型，主要有川雜一號、川雜四號、川雜六號和魯棉八號（[1]唐雯. 陸地棉隱性核不育系花器發育的形態解剖特征及生理生化特性研究[D]. 雅安: 四川農業大學圖書館, 2008；石雅麗, 張銳, 任茂智, 等. 棉花雄性不育的研究進展[J]. 生物技術進展, 2013, 05: 328-335）。通過雙隱性ms5ms6不育系獲得雜交種主要包括南農6號、南農9號、南農98-4和中棉所38號等（石雅麗等，2013）。