[发明专利]一种水稻雌性核不育基因工程表达载体及其应用

说明书

本发明涉及一种水稻雌性核不育基因工程表达载体及其应用，属农业生物技术领域。为了实现水稻雌性核不育系的种子和幼苗的繁殖，本发明提供了一种通过转基因“中转”删除的技术手段实现非转基因的纯合雌性核不育系繁殖的目的。具体地，遗传工程雌性核不育系即杂合型转基因T₀株系自交结实后获得转基因T₁分离群体，在转基因T₁分离群体的幼苗期通过喷施苯达松除草剂致死筛除转基因的雌性育性恢复的植株，存活的T₁植株即为非转基因的雌性核不育(fst/fst)植株。非转基因的雌性核不育系可满足于“FS+MS(FM‑line)”即“雌性不育系+雄性不育系(FM系法)”的杂交水稻制种技术体系的机械化制种操作。

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，具体涉及一种基于水稻FST和CYP81A6基因构建的用于繁殖水稻雌性核不育系的基因工程水稻表达载体及其应用于水稻雌性核不育系繁殖的方法。

技术背景

中国作为世界上第一个发展并推广杂交水稻的国家，从1964年开始对水稻雄性不育的研究(袁隆平.水稻的雄性不孕性.科学通报,1966,17:185–188)，到1973年实现的水稻雄性不育系、保持系和恢复系的“三系配套”成功，并在1975年就建立了较完善的杂交水稻制种技术体系并开始推广应用(任光俊,颜龙安,谢华安.三系杂交水稻育种研究的回顾与展望.科学通报,2016,61:3748–3760)。“三系法”(3-line system)杂交水稻技术体系的完善打破了水稻作为自花授粉作物杂种优势利用的技术壁垒，实现了水稻杂种优势的利用。“三系法”杂交水稻技术体系是基于核质互作雄性不育系为母本、以保持系为父本来繁殖雄性不育系的种子，再用不育系为母本、以恢复系为父本大规模生产具有杂种优势的杂交种子。但是，“三系法”杂交水稻技术体系受到恢保关系的制约，不育系资源较少，优良保持系选育比较困难，对水稻丰富的种质资源利用的范围有限。

水稻杂种优势利用的另外一个重要技术途径就是“两系法”(2-line system)杂交水稻技术体系，是基于受自然光周期、温度调控的光温敏雄性核不育系建立起来的(牟同敏.中国两系法杂交水稻研究进展和展望.科学通报,2016,61:3761–3769)。水稻光温敏雄性核不育系的育性转换是受到幼穗分化期环境光温调控的孢子体隐性核基因控制的。因此，光温敏雄性核不育系可以一系两用，不仅简化了杂交种子的生产程序，而且组配自由，不受恢保关系的制约，拓宽了资源利用的范围。但是，基于光温敏雄性核不育系的两系法杂交制种和繁殖都受到了时空条件的限制，其临界不育温度会发生漂移，其制种存在不可控的潜在风险。

核质互作雄性不育系和光温敏雄性核不育系的利用，使得水稻杂种优势的利用在实际生产中取得了巨大成功，但是除了各自存在的缺陷以外，都面临着杂交种子制种效率低、不能大面积机械化操作的问题。因此，引入新的育种技术，开发出资源利用率高、杂交制种安全、高效的水稻杂种优势利用的育种新技术是杂交水稻发展的方向，分子设计育种为杂交水稻育种开拓出了新的途径(邓兴旺,王海洋,唐晓艳,等.杂交水稻育种将迎来新时代.中国科学:生命科学,2013,43:864–868)。