[发明专利]一种红麻转基因创制细胞质雄性不育系的方法

说明书

本发明涉及育种方法，具体公开了一种红麻转基因创制细胞质雄性不育系的方法：以红麻中非全长Hcpdil5‑2a为目的基因，采用转基因方法获得细胞核雄性不育种质资源，继而与非转基因的野生型杂交形成F₁代群体，建立不育株与可育株为1:1的永久分离群体；以该群体中的雄性不育株为母本，与非转基因的异源保持系或品种(系)进行核置换回交，即可选育出质核异源细胞质雄性不育系；又以质核异源雄性不育系选育过程中任一世代的雄性不育株为母本，以非转基因的野生型(与转基因供试品种为同一品种来源)品种(系)为父本，进行核置换回交，即可选育出质核同源细胞质雄性不育系。

技术领域

本发明涉及育种方法，具体地说，涉及一种红麻转基因创制细胞质雄性不育系的方法。

背景技术

红麻又称“洋麻”，是锦葵科木槿属一年生韧皮纤维作物。因其在长江流域及其以北地区不能自然留种，北方麻区每年要从华南地区引入大量种子。红麻表现出强大的杂种优势，其杂种优势率高达35％-40％。长期以来，红麻杂种优势利用是国内外红麻育种的主攻目标。

但在农业生产中，由单一细胞质雄性不育系组配的杂交种在生产中的大面积推广和长期利用可能成为某一病害生理小种的哺育品种，从而存在某一病害大流行的风险。解决这一问题的基本途径是获得多种细胞质来源的雄性不育系，而不同细胞质来源的雄性不育系的选育源于细胞质雄性不育种质的遗传多样性。但迄今为止，植物细胞质雄性不育种质一般源于自然突变或采用远缘杂交的方法获得，而自然突变几率很低，远缘杂交又难以成功，因此，许多作物因雄性不育种质的缺乏至今尚未选育出细胞质雄性不育系。若能采用转雄性不育相关基因的方法创造细胞质雄性不育种质将具有极重要的科学意义和广阔的利用前景。

申请人团队长期致力于植物雄性不育种质创新及其分子基础的研究工作。2008年，周瑞阳指导的博士研究生李刚采用同重标签相对定量与绝对定量(简称iTRAQ)技术分析了红麻雄性不育系和保持系花药线粒体蛋白质组差异，发现了一个差异表达的PDIL(protein disulfide isomerase-like，类蛋白质二硫键异构酶，缩写为“PDIL”)蛋白。该蛋白质部分氨基酸残基的同源比对表明，它与AtPDIL5-2、OsPDIL5-2和OsPDIL5-3直系同源。2010年，周瑞阳指导的另一位博士研究生金刚在此基础上，根据GenBank中公布的OsPDIL5-2、OsPDIL5-3、AtPDIL5-2及其他同源基因的cDNA序列，基于同源克隆和RACE技术，克隆了两个红麻PDIL同源基因，并通过全长cDNA的扩增加以验证。两个基因分别命名为Hcpdil5-2a和Hcpdil5-2b，在NCBI基因数据库中的登录号分别为HQ638208和HQ898859。同时，这两个基因在不育系开花期的不同组织器官的表达量存在差异，其中Hcpdil5-2a在各组织的表达均受到不育胞质的影响，而Hcpdil5-2b的表达仅在营养器官中受到不育胞质的影响。说明Hcpdil5-2a可能与雄性不育有关。但与雄性不育可能有关与细胞质雄性不育系的创制是两个完全不同的问题。

经过多年的探索性研究发现，采用花粉管通道法转红麻非全长Hcpdil5-2a基因，成功创造出了红麻细胞核雄性不育种质，继而转育成红麻细胞质雄性不育系。对此，国内外均未见报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种红麻转基因创制细胞质雄性不育系的方法。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

一种红麻转基因创制细胞质雄性不育系的方法，包括如下步骤：

S1、构建可超量表达目标基因的重组表达载体；目标基因如SEQ ID No.1所示；

S2、将上述重组表达载体采用花粉管通道法导入红麻中，收获T₀代种子；