[发明专利]水稻雄性不育基因OsFIGNL1及其应用

说明书

本发明涉及水稻雄性不育基因OsFIGNL1及其应用。基因OsFIGNL1的核苷酸序列如SEQ ID N0：1所示。通过⁶⁰Co‑γ诱变获得一个OsFIGNL1功能缺失突变体，该突变体在大田种植环境中表现出植株营养生长正常，植株雄性不育，花粉100％碘败，雌配子发育不受影响。减数分裂压片显示，由于OsFIGNL1功能缺失严重影响了减数分裂过程中染色体的行为，最终导致小孢子发育缺陷。该突变体可应用于水稻杂种优势新品种的培育。基因OsFIGNL1今后可作为一个水稻减数分裂调控的功能基因应用于水稻杂种优势创制工作中，具有巨大的开发利用价值，市场应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体地说，涉及水稻雄性不育基因OsFIGNL1及其应用。

背景技术

植物雄性不育多表现为雌蕊发育正常，雄配子败育不能行使正常功能。水稻雄性不育材料在水稻杂种优势的利用和杂交水稻的培育中具有重大的应用价值，大部分的雄性不育材料是由隐性核基因的突变导致，其不育性不受环境影响，且遗传稳定；且其中绝大多数受单基因控制。水稻隐性核不育基因的克隆及其表达调控的功能研究有助于我们对水稻雄性生殖发育过程的深入理解，还可为新型不育系材料的培育、新型杂种优势利用途径的创制奠定理论基础和提供基因资源。

水稻的雄性生殖器官包含6枚雄蕊及其支撑结构－－花丝。水稻雄蕊的发育涉及减数分裂、有丝分裂、绒毡层的发育和降解以及花粉囊壁各类物质的合成与转运，需要大量特异基因和非特异基因协调参与调控。雄配子在雄性生殖器官－－花药中发育成熟，而水稻花药发育导致的败育主要表现为绒毡层发育和降解异常，花粉母细胞减数分裂过程染色体分裂行为异常和小孢子发育过程中花粉囊壁的合成缺陷等。这些复杂而有序的生物学过程最终决定了高等开花植物花粉的育性。水稻花药的发育涉及众多基因的网络调控，任何关键基因的突变均可导致花粉败育，从而导致植株不育。而水稻花药发育相关突变体是研究细胞分裂、分化和不育分子机理较为理想的材料，对其进行的相关发育过程的表型分析及其突变基因的图位克隆有助于人们对花药发育与雄性不育的分子机理进一步深入研究，也可为未来新型杂种优势的利用途径提供基因资源和理论依据。

水稻花药发育过程中，雄配子的减数分裂在花药发育的早期进行。在花药发育的减数分裂阶段，DNA复制一次，随后细胞进行两次分裂，形成染色体数目减少一半的四分体小孢子；小孢子发育经过两次有丝分裂形成成熟花粉粒，成熟花粉粒的两个精细胞通过受精作用产生二倍体的孢子，从而保持物种染色体数的恒定。减数分裂的同源染色体发生交换、重组，使配子的遗传多样化。这个过程如果出现缺陷，会使小孢子发育异常，最后影响植株的育性。