[发明专利]水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15、重组表达载体和应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，特别涉及水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15，还涉及水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15的重组表达载体和应用。

背景技术

水稻（Oryza sativa）是主要粮食作物之一，全世界约有一半人口以稻米为主食。在我国，水稻播种面积为全国粮食作物播种面积的30%，而总产量却占粮食作物产量的42%以上，其重要原因就是水稻杂种优势的成功应用。

  Jones早在1926年就发现了水稻杂种优势现象。但水稻为自交结实作物，难以获得大量的、纯度高的杂交种，阻碍了水稻杂种优势利用的进程，直到1970年我国李必湖发现野败不育株。1973年“杂交水稻之父”袁隆平的研究团队，经过刻苦专研，实现了三系配套，并于1976年开始大面积推广杂交水稻，使水稻杂种优势成为现实。直到现在，不育系仍是水稻杂种优势利用的主要途径。

  目前，人们主要通过质核互作不育系（三系法）和温光敏不育系（两系法）来实现水稻的杂种优势。然而，由于质核互作不育系配组不自由，可利用的亲本有限，种子生产比两系法复杂，温光敏不育系的育性受自然温光条件影响，大面积制种风险大等原因，使得水稻的杂种优势无法通过这两种不育系得到充分体现。

   正常可育水稻的花药和花粉外壁具有特定纹饰，主要由脂类等物质形成，在抵御生物和非生物逆境，提高授粉效率，花粉与柱头的相互识别和信号交流，生殖隔离等方面有重要作用。普通核雄性不育具有如下特点：由一对隐性基因控制，任何品系都能够转育成不育系,任何品系都能够作为其恢复系，败育彻底，不受环境影响等。这些特点有利于充分发挥水稻杂种优势。因此，大力发掘普通核不育基因和研究其调控机理，对于进一步提供水稻产量和品质具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15，具有转运脂质以形成花药、花粉壁特定纹饰的功能，是小孢子发育成可育花粉的必须基因，该基因功能缺失会导致雄性不育，产生新的水稻雄性不育系，在农业生产上有重要作用，技术方案为：

所述水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15编码如SEQ ID NO.1所示氨基酸序列，或者SEQ ID NO.1所示氨基酸序列经取代、缺失或添加至少一个氨基酸且具有与水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积蛋白OsABCG15功能相同的蛋白质。

进一步，所述水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明的目的之二在于提供水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15的重组表达载体，其技术方案为：

含有所述水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15的重组表达载体。

进一步，所述重组表达载体是在pCAMBIA1301载体多克隆酶切位点处连入SEQ ID NO.31所示核苷酸序列。

本发明的目的之三在于提供水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15的应用，技术方案为：

所述水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15在水稻育种中的应用。

本发明的有益效果在于：本发明公开了水稻花药表皮和花粉壁脂类沉积基因OsABCG15，该基因主要通过影响水稻花粉发育中的脂类运输，对花粉及其外壁发育、育性方面具有重要作用，OsABCG15基因突变、基因敲除或抑制表达等使其丧失功能后，导致花药和花粉壁的纹饰形成和脂类沉积无法进行，从而导致小孢子降解，获得新的水稻雄性不育系，可以用来生产杂交种子，在农业生产上具有十分重要的应用；本发明还公开了OsABCG15基因的重组表达载体，该重组表达载体能够将水稻雄性不育系恢复为可育系，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：