[发明专利]花粉发育相关的ABC转运蛋白或其编码基因的用途、培育植物不育系的方法及植物育种方法

说明书

本发明公开了一种培育植物不育系的方法，包括降低所述植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性的步骤。以及一种将植物从不育转为可育的方法，包括降低花药绒毡层细胞转运蛋白的合成、和/或延缓花粉发育速度的步骤。另外本发明提供了花粉发育相关的ABC转运蛋白或其编码基因在培育植物不育系、或制备培育植物不育系的试剂或试剂盒中的用途。本发明的优点为：(a)提供了一种通过降低植物中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性来创制植物不育系的方法；(b)提供了一种通过降低花粉细胞外壁合成速度、和/或延缓花粉发育速度来使不育植株的性状转化为可育的方法。

技术领域

本发明涉及农业和生物技术领域，尤其涉及一种创制温敏不育系的方法及其 在植物育种中的应用。

背景技术

在农业生产中，由于传统去雄手段耗时费力，雄性不育系在杂交制种，提高 农业产量中有巨大的优势。雄性不育往往被分为细胞质雄性不育(CMS)以及细胞核 雄性不育(GMS)。三系杂交体系的建立依赖于细胞质雄性不育。然而，有几个缺 点阻碍了三系配套杂交在实践中的广泛应用。首先，细胞质雄性不育植株普遍存 在着品质较差的问题；其次，三系杂交水稻的组合增产潜力越来越小。再次，由 于野败类型的雄性不育细胞质单一，一旦胞质不育丧失或某种毁灭性病虫害发生， 会造成巨大损失。随着细胞核雄性不育中光温敏条件性雄性不育的发现，两系法 杂交水稻应运而生。相对于三系杂交法，光温敏不育系兼有不育系和保持系两种 状态。与三系法相比，两系法具有不受恢保关系的限制，即核不育可以与大量常 规品种杂交，配组自由，因而更容易获得优良性状的杂交优势，从根本上解决三 系中雄性不育细胞质单一化的问题。近年来，两系杂交水稻在中国农业生产中的 应用越来越广泛。

早在1973年,石明松在中国湖北省从晚粳品种(Oryza sativa ssp.japonica)农垦 58中选育出光敏感不育系并提出了一系两用的水稻杂种优势利用新途径。随后， 以农垦58S(NK58S)为父本，与籼稻杂交获得的培矮64S(PA64S)也在两系杂交中得 到广泛应用。但培矮64S的育性对于温度的变化更加敏感。在水稻中，光温敏不 育系受到单基因隐性位点控制。最近的研究表明，农垦58S与培矮64S的不育性 状受到同一个遗传位点的控制，而温度和光照都会对该位点产生影响，这些发现 使人们对光温敏育性转换的分子机制更加难以理解。

目前为止，水稻中共有十三个光温敏不育系被发现：pms1,pms2,pms3,rpms1,rpms2,tms1,tms2,tms3,tms4,tms5,tms6,rtms1以及Ms-h，分别定位在第7,3,12,8, 9,8,7,6,2,2,5,10和9条染色体上。光温敏不育在番茄，玉米以及小麦中也有报 道。最近的研究发现，一个突变的小RNA(small RNA),osa-smR5864m,导致pms2 以及p/tms2-1(农垦58S和培矮64S)突变体的不育表型。然而，光温敏不育的 分子机理仍然不清楚，使得人们缺乏有效的理论支持和技术手段来解决两系育种 中实际问题。

鉴于拟南芥较小的基因组，快速的生长周期以及大量的突变体库等无可比拟 的优势，使其在植物生物学研究领域成为模式植物。此外，拟南芥能够在严格控

然而，目前本领域中尚缺少调控方式简便的植物不育系用于植物育种过程中， 因此迫切需要调控方式简单方便的植物不育系培育技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种培育植物温敏不育系的方法，包括降低花粉发育相 关的ABC转运蛋白表达或活性来创制温敏植物材料，从而解决目前核不育温敏遗 传位点少，制种纯度不高的问题。

在本发明的第一方面，提供了一种培育植物不育系的方法，包括步骤：降低 所述植物植株中花粉发育相关的ABC转运蛋白的表达或活性。

在另一优选例中，所述的ABC转运蛋白参与所述植物的花粉发育过程的花粉 外壁形成。

在另一优选例中，所述的ABC转运蛋白将花粉外壁前提物质从绒毡层中转运 到花粉上。