[发明专利]获得和保持真实杂种的纯合重复致死基因遗传操作技术

说明书

本发明涉及生物工程，特别是生物育种技术。

多年来，人们就期待着跨越物种的界限，将各种优良基因和性状结合在一起，简单杂交，复合杂交，特别是远缘杂交引起了遗传育种界极大的关注。不幸的是，杂交后代的广泛分离和远缘杂交的有性不亲和障碍，难以达到预期目的，使传统遗传育种面临困境。生物工程技术的兴起，给人们带来了新的希望。细胞工程技术、基因工程技术和其它直接和间接导入外源遗传物质的生物工程技术打破了远缘杂交有性不亲和的障碍，吸引了大批生物学家的研究热情和兴趣，并进一步推进和发展了相关技术，取得了令人嘱目的重要突破。

由于生物自身的结构和功能的复杂性和多样性，获得稳定的远缘亲本和优良性状的真实杂种及其稳定表达，不仅仍因后代分离致使选育周期变长及优良基因和性状的丢失，而且在绝大多数情况下还难以奏效，还有很多理论问题和技术问题尚待解决，关键是还没有揭示和找到能将不同的远缘亲本和优良基因及其性状整合在一起的因子。这些都迫使人们从研究思想到方法学上进行新的探索。

本发明的目的是提供一种能有效实现远缘的亲本和优良基因及其性状杂合，获得和保持真实杂种的遗传操作技术，以获得稳定的远缘亲本和优良性状的真实杂种及其稳定表达。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，在受精时、细胞融合时或外源遗传物质导入时，利用重复成对的显形或隐性致死基因，使纯合致死，杂合发育，获得和保持远缘的亲本和优良基因及其性状杂合的真实杂种。这里所说的重复致死，是指成对的相同或不同的显形或隐性基因纯合重复导致宿主细胞败育致死，杂合非重复导致细胞生存发育。

用人工细胞融合杂交技术(Artificial Cytomixis HybridizationTechnique---ACHT)获得的亚种间远缘杂种(91FS)，经六代跟踪研究，从细胞学、胚胎学、细胞遗传学和分子生物学等方面论证了这个亚种间远缘杂种的真实性、遗传的稳定性和稳定育性特征，揭示了重复显性或隐性纯合致死基因的作用，纯合致死，杂合发育，从而获得并保持真实杂种和材料，其致死时空效应期是受精后的受精卵。

用控制永久杂种的重复纯合致死和非重复杂合生存的成对的显形或隐性基因，进行有性或无性转育和导入操作，可获得引保持远缘的不同亲本或细胞或基因及其优良性状的新的杂种和新的材料。

用上述获得的真实杂种和材料做亲本，进行杂交育种，可以得到不同用途的新材料和强杂种优势的新组合及其后代。

采用本发明的方法，能有效实现远缘的不同亲本或细胞或基因及其优良性状杂合获得真实杂种，能较快地获得不同用途的新的杂种和新的材料以及强杂种优势的新组合及其后代，在生物高新技术遗传操作和育种以及传统遗传育种中具重要的实用价值。

本技术主要是在生物高新技术遗传操作和育种以及传统遗传育种中，使用成对的重复纯合致死和非重复杂合发育的显性或隐性基因，获得真实杂种和优良基因组合及其优良性状组合，以用于生产上的不同需求。

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1.

在四川省什邡市试验基地中，经三代形态学、细胞学和遗传学研究，发现籼粳稻亚种间杂种第三代后代13株系第1行第8株是一个典型的真实籼粳杂种(91FS)，花粉可育，结实率低，具较强的杂种优势和遗传力，并具较高的配合力和恢复力。

经对上述真实杂种91FS进行了细胞学、胚胎学、细胞遗传学和分子生物学等方面的跟踪研究，证实91FS是一个6代保持稳定遗传、整齐、不分离的远缘真实“永久杂种”，它的基因型是AaBb，育性受两对纯合重复致死基因控制，91FS受精后1-2天内，子房中产生一个分子量为158.5KD的特异蛋白质，却缺少正常发育受精卵的分子量为93.3KD，89.1KD，87.1KD和42.7KD的4种蛋白，91FS更具有两条显著的分子标记，致死的时空效应期是卵受精后，显性或隐性纯合重复致死，杂合非重复发育，重现和保持“永久杂种”。

采用本发明的方法，使用该两对重复纯合致死和非重复杂合发育的显性或隐性基因，控制“永久杂种”的纯合重复致死基因向籼稻和粳稻的转移，分别获得偏籼和偏粳的并具优良性状的新的真实杂种，这些新的杂种仍能稳定遗传、不分离，四代保持“永久杂种”，遗传学分析表明，它们仍然受两对纯合重复致死基因控制。

我们以91FS为亲本，配制了142个杂交组合，有18个组合的亩产超过800公斤，表现出若干优良性状和强的杂种优势。