[发明专利]核酸分子、载体和细胞及其应用及基于父系印记基因的植物无融合生殖克隆种子的筛选方法

说明书

本发明属于植物分子生物学和农业生物技术领域，具体涉及核酸分子、载体和细胞及其应用及基于父系印记基因的植物无融合生殖克隆种子的筛选方法，其中，该核酸分子包含基于印记基因的表达盒E1，所述表达盒E1自上游至下游包括父系印记基因功能区、第一启动子、筛选标记基因和第一终止子。本发明提供的核酸分子用于无融合克隆种子筛选时，获得的阳性转化植株自交产生具有荧光的合子胚种子和不具有荧光的无性胚种子。通过光电分选，可高效分选出固定了杂种优势的无性胚种子，从而实现杂交种无融合体系应用的方法。

技术领域

本发明属于植物分子生物学和农业生物技术领域，具体涉及一种核酸分子，一种重组载体，一种转基因细胞，所述核酸分子、所述重组载体或所述转基因细胞的应用，一种培育转基因植物的方法，一种鉴定所述转基因植物的方法，一种基于父系印记基因的植物高纯度克隆种子筛选方法，以及一种基于父系印记基因的筛选无融合生殖系的方法。

背景技术

近年来植物生物技术飞速发展，通过分子生物学以及基因工程的手段去研究和改良作物在农业生产中取得了很好的应用前景。近期通过分子生物学以及基因工程的手段在无融合生殖研究领域取得了重要进展。2018年底，美国加州大学戴维斯分校VenkatesanSundaresan教授团队发表的水稻无融合生殖体系；通过编辑PAIR1、REC8、OSD1(MiMe)三个基因，结合卵细胞中异位表达BBM1，实现了水稻的无融合生殖。但是该无融合生殖体系中克隆种子的比率只达到29％，远低于生产上96％的纯度要求，且克隆种子和正常授粉受精而成的种子无法进行分选。以至于还无法实现杂交种无融合生殖体系的应用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中的不足，提供一种核酸分子，一种重组载体，一种转基因细胞，所述核酸分子、所述重组载体或所述转基因细胞的应用，一种培育转基因植物的方法，一种鉴定所述转基因植物的方法，一种基于父系印记基因的植物高纯度克隆种子筛选方法，以及一种基于父系印记基因的筛选无融合生殖系的方法。本发明提供的核酸分子用于无融合克隆种子筛选时，获得的阳性转化植株自交产生具有荧光的合子胚种子和不具有荧光的无性胚种子。通过光电分选，可高效分选出固定了杂种优势的无性胚种子，从而实现杂交种无融合体系应用的方法。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种核酸分子，该核酸分子包含基于印记基因的表达盒E1，所述表达盒E1自上游至下游包括父系印记基因功能区、第一启动子、筛选标记基因和第一终止子。

优选的，该核酸分子还包含表达盒E2，所述表达盒E2携带有胚自主发生基因。

优选的，该核酸分子还包含表达盒E3，所述表达盒E3携带有产生MiMe突变体的元件，以促使有丝分裂替代减数分裂。

第二方面，本发明提供了一种重组载体，该重组载体包括如上所述的核酸分子。

优选的，所述重组载体包括表达盒E1和表达盒E2，且所述表达盒E1和所述表达盒E2以连锁表达盒的形式插入在所述重组载体中。

优选的，所述重组载体包括含有所述连锁表达盒和表达盒E3的核酸分子。

第三方面，本发明提供一种转基因细胞，该转基因细胞含有如上所述的核酸分子，或者如上所述的重组载体。

第四方面，本发明提供了如上所述的核酸分子，或者如上所述的重组载体，或者如上所述的转基因细胞的应用，其中，所述应用包括如下(a1)-(a4)中的至少一种：

(a1)孤雌生殖克隆种子的筛选；

(a2)制备无融合生殖系；

(a3)一系法育种；

(a4)固定植物杂种优势。

第五方面，本发明提供了一种培育转基因植物的方法，该方法包括：将如上所述的核酸分子，或者如上所述的重组载体导入植物，得到转基因植物。