[发明专利]一种制备水稻湿度敏感型雄性不育材料的方法及相关基因

说明书

本发明公开了一种制备水稻湿度敏感型雄性不育材料的方法及相关基因。水稻湿度敏感型雄性不育材料的制备方法，包括：降低目的植物中蛋白质的活性、降低目的植物中蛋白质的含量、抑制目的植物中蛋白质的编码基因的表达或敲除目的植物中蛋白质的编码基因，得到湿度敏感型不育植物；蛋白质为如下A1)或A2)：A1)氨基酸序列是序列表中序列2的蛋白质；A2)将序列表中序列2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质。本发明通过控制水稻的一个糖基转移酶OsUGT基因及其编码蛋白获得了水稻的湿度敏感型雄性不育材料，实现了水稻育性在不同湿度条件下的转换。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中，一种制备水稻湿度敏感型雄性不育材料的方法及相关基因。

背景技术

水稻作为全球百分之五十以上人口的主食，其产量和品质一直备受关注。杂交水稻育种技术作为提高水稻产量和品质的重要手段，一直是众多科学家关注并追踪的热点和重点。1964年，我国科学家袁隆平在洞庭早籼中发现了“天然雄性不育株”，通过对水稻雄性不育的研究，提出了选育水稻雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系的三系法途径，实现了水稻杂种优势的利用。1973年，石明松在晚粳农垦58中选育到光敏核雄性不育材料“农垦58S”，提出了利用自然两用系的设想，从而解决了粳稻自然不育株的不育特性难以保持的难题，同时也拉开了我国两系法杂交水稻育种的序幕。此后，在籼稻中又发现了温敏雄性不育材料，进一步完善了两系法杂交水稻育种技术。两系法杂交水稻育种较传统的三系法杂交水稻育种具有简化杂交育种和制种程序、降低种子成本、配组自由、无不育细胞质负效应、易转育新不育系等优点。然而，基于光温敏核不育的两系法杂交水稻育种技术易受光温条件所左右，导致育种失败，因此，急需加强和完善两系法杂交水稻的制种技术，新的条件型不育材料的发现也许能为两系法杂交水稻育种技术带来新的突破。

植物生长发育不仅需要光照和温度，还需要适宜的湿度。目前，湿度敏感型雄性不育现象仅在拟南芥中有详细报道，Preuss等发现拟南芥雄性不育突变体pop1的花粉粒在人工培养箱里能够正常萌发，但是在柱头上却不能与柱头发生水合作用，导致其不能萌发。然而，在高湿度环境中，pop1的花粉却能够从环境中吸收水分并恢复活性，进而与柱头发生粘附并萌发出花粉管。Ishiguro等发现了一个T-DNA插入突变体flaky pollen 1-1(fkp1-1)花粉粒很少粘附柱头，也表现为湿度敏感型雄性不育的表型。

目前关于水稻湿度敏感型雄性不育的报道仅见于本发明的发明人在中国专利号为CN201280006361.6的专利中，公开了水稻的OsOSC8基因的功能缺失突变体具有湿度敏感型雄性不育的特性，具体的分子机制还有待于进一步研究。

糖基转移酶(glycosyltransferases,GT；EC 2.4.x.y)几乎存在于所有活的有机体中，催化糖基的转移反应，将糖基从活化的供体分子转移到受体分子上，是最重要的生物转化反应之一。UDP-糖基转移酶(UGT)作为糖基转移酶家族中最大的超家族，参与了一系列生理生化反应，具有重要的生物学功能。UDP-糖基转移酶通过糖基化生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、油菜素内酯、水杨酸等植物激素，降低甚至完全消除它们的生物活性，进而影响植物的生长发育和对逆境条件的响应。通过对细胞内内源和外源毒素的糖基化，有助于毒素由胞内向胞外或生物体外的转运，从而减小或消除毒素对细胞的毒害作用。糖基化还可以改变小分子化合物的食品风味以及在植物细胞内的溶解性、稳定性和挥发性等分子特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何制备湿度敏感型雄性不育水稻。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了制备湿度敏感型不育植物的方法。

本发明提供的制备湿度敏感型不育植物的方法，包括：降低目的植物中蛋白质的活性、降低目的植物中所述蛋白质的含量、抑制目的植物中所述蛋白质的编码基因的表达或敲除目的植物中所述蛋白质的编码基因，得到湿度敏感型不育植物；