[发明专利]油菜隐性核不育恢复基因BnCYP704B1及应用

说明书

技术领域

本发明属于油菜育种技术领域。具体涉及一个恢复甘蓝型油菜隐性核不育育性的基因BnCYP704B1的分离克隆、功能验证和应用。所述的隐性不育基因Bncyp704B1是BnCYP704B1基因的功能缺陷突变体。恢复基因BnCYP704B1的克隆、验证可以应用于解决油菜隐性细胞核雄性不育系繁殖制种时存在50％可育的缺陷。

背景技术

植物在有性繁殖的过程中不能产生正常花粉的遗传现象称为雄性不育，它涉及到花器中雄蕊的发生与发育、绒毡层结构、小孢子形成、花药开裂以及外部生态环境等很多环节。雄性不育可以分为细胞质雄性不育(CMS)和细胞核雄性不育(GMS)。细胞质雄性不育为人类所知已有100多年的历史，并且在水稻、玉米、油菜等作物中广泛的用于生产杂交种。目前，世界上可以用于油菜杂种优势利用的CMS系统有ogu、kos、tour和波里马。其中，波里马CMS是目前国际上公认的最有实用价值的CMS系统，但是波里马不育系育性受到温度的影响表现不稳定，制种风险较大，其应用受到了一定的限制。

甘蓝型油菜细胞核雄性不育系由于育性表现稳定，易于回交转育获得新的不育系，并且一般不受恢保关系的限制，近年来受到育种家的广泛关注。目前国内外利用的油菜核不育系主要有以下四种类型：显性核不育、两对隐性基因控制的核不育、互作型核不育和转基因核不育。中国四川省宜宾地区农科所(1972)发现的宜3A是显性核不育系的典型代表，目前还没有选育出大面积推广的双低杂交组合。9012A(陈凤祥等，1998，作物学报，24(4)：431-438)和7-7365A(huang et al.，2007，TheorAppl Genet.，115(1)：113-8.)均属于互作型核不育系，以其为材料选育的品种中，已审定的杂交种有“皖油14号”(陈凤祥等，2002，安徽农业科学，30(4)：535-537)、“皖油18号”(陈凤祥等，2003，中国油料作物学报，25(1)：63-65)和“沪油杂1号”(孙超才等，2004，中国油料作物学报，26(1)：63-65)等组合，该系统通过引入临保系获得100％的全不育系，在油菜核不育系统研究领域取得了重大进展。但是这个系统遗传基础复杂、临保系选育困难，不利于选育强优势组合。美国和加拿大利用烟草的TA29基因的启动子和核糖核酸水解酶(barnase)基因构建成融合基因转化甘蓝型油菜，人工创造了新的核不育材料，并通过向该材料中导入抗除草剂基因后达到了机械化作业。但是该系统的不足之处是必须对不育系和恢复系都进行转基因，该系统目前也受到专利的保护。S45A(潘涛等，1988)和117A(侯国佐等，1991，种子，5：29-31)是两对隐性基因控制的核不育系的典型代表，由其选育而来的杂交种中已审定的有“蜀杂6号”“蜀杂7号”、“油研7号”、“油研8号”和“油研9号”等。该类系统主要缺陷是不育系中存在50％的可育株，在制种时需要在初花期人工拔除其中50％的可育株，不仅增加了制种的成本，而且往往由于可育株清除不彻底，影响制种纯度，增加了生产的风险。

有关基因BnCYP704B1的序列已在Genebank(ID：199580279)数据库中报道，但是到目前为止尚未揭示该基因的结构和编码的氨基酸序列，也没有报道该基因具有恢复甘蓝型油菜隐性核不育育性的功能，更没有报道该基因可以在繁殖甘蓝型油菜核不育系中应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，具体涉及一个恢复甘蓝型油菜隐性核不育育性的基因BnCYP704B1的分离克隆、功能验证和应用。

本发明的技术方案如下：

申请人从报道的基因BnCYP704B1中获得了一种能够恢复甘蓝型油菜隐性核不育育性的核苷酸序列，它是下列核苷酸序列之一：

1)序列表SEQNO：1中所示的DNA序列；或

2)编码与1)编码的蛋白质相同的蛋白质的DNA序列。

具体地，本发明首先利用图位克隆方法，克隆基因BnCYP704B1，用于恢复甘蓝型油菜隐性核不育系S45A和117A(参见：潘涛等，1988，中国油料，(3)：5-8)、和侯国佐等，1991，种子，5：29-31)的育性，或作为甘蓝型油菜新核不育系选育的分子标记。进一步可以通过控制该基因的表达，繁殖甘蓝型油菜100％转基因不育系，突破甘蓝型油菜核不育系杂交制种存在50％可育株的障碍。

本发明的第二方面，进一步提供利用上述基因获得转基因不育系植株和相应的种子，用以繁殖100％不育的核不育系。可以用有性杂交的方式将本发明所述的基因转入其它的植株。