[发明专利]水稻杂种花粉育性基因座Sc的等位基因Sc‑j和Sc‑i的分离克隆和在育种中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体地，涉及水稻杂种花粉育性基因座Sc的等位基因Sc-j和Sc-i的分离克隆和在育种中的应用。

背景技术

植物通过不同品种间的杂交产生杂种。杂种在生长势、适应性、产量等方面具有优势，称为杂种优势。利用杂种优势可以提高农作物的产量、品质和抗性。亚洲栽培稻分为籼稻亚种（Oryza sativa ssp. indica）和粳稻亚种（O. sativa ssp. japonica），它们间的杂种有强大的杂种优势，增产潜力很大。另一方面，通过栽培稻与野生稻杂交和回交等育种方法，可以将存在于野生稻的一些有用性状如抗病、抗虫、高产等导入栽培稻，培育出优良新品种。但是，籼粳亚种间杂交以及栽培稻与野生稻杂交产生的杂种存在育性低或不育的问题，称为杂种不育(hybrid sterility)。所述的杂种不育是稻属物种分化过程中产生的生殖隔离的机制之一，属于合子后生殖隔离（postzygotic reproductive isolation）。杂种不育现象严重阻碍了将水稻杂种优势转化为更高的稻谷产量和野生稻有用基因的利用。

在水稻中有多个基因座（loci）与水稻杂种育性有关。所述的基因座是细胞遗传学水平的概念，是指染色体的一个特定区域，可能包含1个或1个以上的相关基因控制同一性状。这些杂种育性基因座中，有些是导致雌配子不育，如S5, S7, S8, S9, S15, S17，有些是导致雄配子（花粉）不育，如Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf （Kinoshita 1995, Rice Genet. Newsl., 12:9-15；Ikehashi等 1988, Japan J. Breed. 38:283-291; Ikehashi等 1996, Rice Genet III, pp404-408; Wang等1996, Theor Appl Genet 92:183-190； Wang等 1998, Rice Genet Newsl 15:151-154；张桂权等1989，中国水稻科学 3：97-101；张桂权等 1993,遗传学报 20：222-228；张桂权等 1993，遗传学报 20：541-551；张桂权等 1994，遗传学报 21：34-41)。这些基因座在不同品种或品系或野生稻材料中可以有不同程度的变异分化，产生多种复等位基因。根据携带这些复等位基因的水稻亚种类型以及对杂种育性的效应，它们被划分为籼型（S-i）、粳型（S-j）、中性型（S-n）、或其它过渡类型。所述的基因符号S代表杂种育性基因座，如Sa，Sc等指特定的杂种不育基因座，i，j，n分别代表籼型（indica）、粳型（japonica）、和中性型(neutral）的复等位基因座，如Sc-i、Sc-j、或Sc-n。中性型也称为亲和型（compatibility）或广亲和型（wide compatibility）。