[发明专利]一种基于毒性解毒基因创制智能不育系的方法

说明书

本发明公开了一种基于毒性解毒基因创制作物智能不育系的方法。本发明以不育材料为研究对象，包括雄性不育材料和雌性不育材料，利用基因沉默技术，对野生型解毒基因进行操作，使解毒基因沉默。将解毒基因沉默、育性恢复基因和筛选标记基因3个连锁的表达盒构建载体，通过转基因技术转入隐性细胞核雄性/雌性不育系。获得智能雄性/雌性不育系，应用于雄性/雌性不育系的繁殖和杂交种的机械化制种。

技术领域

本发明属于植物分子生物学和农业技术领域，具体地涉及一种创制智能不育系的方法，更具体地涉基于毒性解毒基因在智能不育系中的应用。

背景技术

杂种优势利用是现代农业生产中的一个重大技术突破与成果。杂交所产生的杂种优势是指两个有遗传基础差异的亲本的杂交后代在多种形状上优于两亲本的现象。发展和利用可以控制的授粉系统是杂种优势利用发展的关键。以不育系为基础的杂种优势利用技术已经在水稻、玉米、小麦等农作物中广泛的应用。雄性不育系以不育基因的遗传方式和在细胞中的定位可分为细胞核雄性不育系和细胞质雄性不育系以及核质互作不育系。而雌性不育表型多种多样，不育机理较为复杂，比较典型的植物雌性不育特征如子房干瘪、种子发芽率低和无花柱和柱+头等。科学家们发现并鉴定出了众多不育基因，如PAIR2、UDT1、OsGAMYB、OsFMS2和PTB1等，这让直接在分子层面上利用不育基因成为了可能。

随着现代生物科学技术的不断发展，将遗传稳定的不育基因利用起来，保持和繁殖不育系，并最终生产不含转基因成分的不育系和杂交种成为了杂交水稻发展新的重要方向。与传统杂交育种和常规转基因育种相比，智能不育系技术有着如下优势：1.所利用不育基因是农作物普遍存在，可以将所有遗传背景的农作物都创制成智能不育系，资源利用率超过95％，这解决了常规育种传统的常规杂交育种存在着资源利用率低、育种周期长等瓶颈问题。2.被转入的基因被限制，不能传播到其它作物，杂交后代植株中也不含外源的转基因元件，不存在转基因生物安全问题。

近年来，智能不育系技术正刚刚起步并迅速发展，已有玉米多控不育技术、美国杜邦先锋的SRT技术、水稻智能不育技术等。玉米多控不育技术以玉米隐形核不育系为基础，建立了不受光温敏影响的玉米隐形核不育材料的有效繁殖技术体系。玉米SRT技术综合利用了转基因技术、花粉败育技术和荧光蛋白色选技术，恢复不育系的育性并能有效繁殖。而水稻智能不育技术借鉴了玉米SRT技术，实现了用转基因手段生产非转基因的不育系种子和杂交稻种子。所以新的可用于智能不育系创制的育性恢复、花粉败育、筛选标记3种遗传工具的的发现和更新，成为了智能不育系研究的重要方向。

近年来水稻远缘杂种不育分子机理及应用有了较大的突破，发现了如qHMS7位点的毒性基因ORF2/解毒基因ORF3等通过毒性-解毒机制导致作物育性改变的基因位点。这些基因通过控制雌雄配子的发育和功能影响植株育性。这类影响远缘杂交育性的关键基因在远缘杂交不育分子机理研究上有重大理论研究意义的同时，在智能不育系的应用中也有着广阔的空间和巨大的潜力。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种基于毒性解毒基因创制作物智能不育系的方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述基于毒性解毒基因创制作物智能不育系的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：利用基因工程手段使解毒基因沉默；将解毒基因沉默表达盒、育性恢复基因表达盒和筛选标记基因表达盒3个连锁的表达盒构建载体，通过转基因技术转入作物隐性细胞核雄性或雌性不育系，获得智能雄性或雌性不育系，应用于作物雄性或雌性不育性的繁殖和作物杂交种的机械化制种。

优选地，所述解毒基因包括但不限于qHMS7位点的ORF3基因，所述解毒基因序列如SEQ ID NO.1所示。所述育性恢复基因包括但不限于野生型雄性不育或雌性不育基因。所述筛选标记基因包括但不限于荧光标记基因、颖壳颜色基因等。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基因沉默方法包括但不限于反义技术、RNA干扰等。