[发明专利]一种提高单倍体诱导效率的突变型OsPLA1m1及其应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种提高单倍体诱导效率的突变型OsPLA1m1及其应用。本发明获得的基因突变体OsPLA1m1，其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示，核苷酸序列如SEQ ID No.2所示，该突变体可使得水稻具有高效的单倍体诱导效率。本发明还提供了该突变体的分子标记鉴定方法及其在育种中的应用。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及一种提高单倍体诱导效率的基因突变体OsPLA1m1及其应用。

背景技术

单倍体育种一般只需要两代就能获得纯合的自交系，而传统育种技术需要至少6代以上的自交或回交才能获得纯度较高的自交系。因此单倍体育种相比传统育种可大大加快育种进程，具有明显的时间优势。同时，单倍体加倍后均为纯合二倍体，可快速准确筛选各种突变体，其选择效率更高。因此，单倍体育种在植物遗传育种中具有重要意义。

自然界中单倍体发生概率非常低，人工诱导单倍体的方法主要有两大类：体外法和体内法。体外法主要利用组织培养如花药培养或花粉培养等获得单倍体，该法严重依赖组培效率及基因型限制；体内法有远缘杂交、单倍体诱导系等，远缘杂交的效率较低，单倍体诱导系具有效率高，易操作的特点，应用较多。

目前单倍体诱导系在玉米中应用较为成熟，且近年克隆了其主效基因，但水稻中尚无成熟的单倍体诱导系。

发明内容

本发明的目的是获得成熟的水稻单倍体诱导系。

第一方面，本发明提供一种突变体OsPLA1m1，所述突变体OsPLA1m1为水稻野生型OsPLA1基因第一个外显子133位处缺失1个碱基A，导致其氨基酸序列发生移码突变；所述突变体OsPLA1m1的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

本发明首先通过生信分析，在水稻中获得玉米单倍体诱导主效基因ZmPLA1的同源基因OsPLA1，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，在其第一个外显子区域设计了敲除靶点T1(GATCGACGGCGGCGGCATCAGGG，SEQ ID NO.5，通过农杆菌介导的遗传转化技术转化籼稻93-11。在获得转基因株系后，通过对靶点区域的DNA序列分析，获得了不同的OsPLA1基因突变类型。将不同类型的突变株系授粉给水稻材料，检查其单倍体诱导效率，结果显示，其中一种突变类型(SEQ ID No.1)具有非常高的单倍体诱导效率。本申请提供的水稻基因突变体OsPLA1m1及包含该突变体的水稻株系有望作为单倍体诱导系，应用于水稻的单倍体育种中。

本发明提供的突变体OsPLA1m1的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明还请求保护含有突变体OsPLA1m1的水稻株系。

本发明通过使水稻基因组中OsPLA基因第一外显子发生缺失突变或发生插入突变，获得突变体OsPLA1m1，更具体地，水稻基因组中OsPLA基因第一外显子发生缺失突变或发生插入突变的方式为CRISPR/Cas9，靶序列为SEQ ID No.5。

第二方面，本发明请求保护含有上述突变体OsPLA1m1的生物材料，所述生物材料为表达载体或宿主细胞。

第三方面，本发明请求保护一种引物对，检测突变体OsPLA1m1；所述引物对的序列如SEQ ID No.3-4所示。

根据本领域技术人员的理解，本发明还请求保护上述的突变体OsPLA1m1或上述的生物材料或上述的分子标记或上述的引物对在制备转基因植物中的应用。

以及，上述的突变体OsPLA1m1或上述的生物材料或上述的分子标记或上述的引物对在农作物改良育种中的应用。

以及，上述的突变体OsPLA1m1或上述的生物材料或上述的分子标记或上述的引物对在提高农作物单倍体诱导率中的应用。