[发明专利]一种OsGA3ox1基因在水稻雄性不育株系创制中的应用

说明书

本发明属于水稻育种技术领域，涉及应用赤霉素合成基因创造雄性不育株系的方法。不育系的创制是水稻杂种生产的关键，为了克服现有″三系″及″两系″不育系的缺点，本发明提供了一种新型的不育系及其创制方法，具体公开了应用水稻赤霉素合成基因OsGA3ox1创制水稻雄性不育株系的方法以及此种不育株系的育性恢复方法。本发明提供了赤霉素合成基因OsGA3ox1一种全新的应用，为杂种生产提供了一种可通过外源喷施赤霉素而得以自身繁殖，育性不受环境条件影响，克服了以往光温敏两用不育系受极端天气影响而制种风险高的缺点的新型的两用不育系系统。

技术领域

本发明属于水稻育种技术领域，涉及水稻赤霉素合成基因OsGA3ox1的一种全新的应用和一种相关的新型水稻不育株系的创制方法，具体涉及OsGA3ox1基因在水稻雄性不育株系创制中的应用、应用OsGA3ox1基因创制水稻雄性不育株系的方法以及通过此种方法创制的水稻雄性不育株系的育性恢复方法。

背景技术

获得不育系是水稻中进行杂种优势利用的基础。目前水稻生产中应用的不育系主要为细胞质(质核互作)雄性不育系和光温敏核不育系。相关制种也相应分为″三系″及″两系″制种。″三系″系统由于受恢保关系限制存在配组不自由的问题，并且由于育性恢复非简单地受单基因控制，又增加了恢复系或保持系培育的难度，因此，″三系″育种年限较长，效率低下，而″两系″不育系也存在育性转换临界温度受遗传背景影响较大、难以预测的问题，而且由于极端天气的影响，″两系″制种面临较高风险。虽然能克服上述缺点的利用核隐性不育基因的SPT技术已初步应用于水稻生产，但这种方法存在必须依赖专门昂贵设备的问题，而且技术较为复杂，不易为普通育种者掌握。因此，生产中急需培育过程简单且育性稳定的新型不育系。

通过基因工程干预某种生化代谢，使得某种育性维持必须的代谢物缺乏，从而造成不育，而且此种不育材料的育性可通过外源施加缺乏的代谢物而恢复，这可能是不育系获得的一种全新途径，国内外已有一些研究者进行了有益尝试[Bae H K，Kang H-G，Kim G-J， et al.Transgenic rice plants carrying RNA interference constructs of AOS(allene oxide synthase)genes show severe male sterility.Plant Breeding，2010，129：647-651；Huang S，Cerny R E，Qi Y，et al.Transgenic studies on theinvolvement of cytokinin and gibberellin in male development.Plant Physiol，2003， 131(3)：1270-1282；Engelke T，Hirsche J，Roitsch T.Anther-specificcarbohydrate supply and restoration of metabolically engineered malesterility.J Exp Bot，2010， 61(10)：2693-2706；Goetz M，Godt D E，Guivarc′h A，etal.Induction of male sterility in plants by metabolic engineering of thecarbohydrate supply.Proc Natl Acad Sci U S A，2001，98(11)：6522-6527；van derMeer I M，Stam M E，van Tunen A J，et al. Antisense inhibition of flavonoidbiosynthesis in petunia anthers results in male sterility.Plant Cell，1992，4(3)：253-262；Yistra B，Busscher J，Franken J，et al. Flavonols and fertilizationin Petunia hybrida：Localization and mode of action during pollen tubegrowth.Plant J，1994，6：201-212；Ribarits A，Mamun A N，Li S， et al.Combination ofreversible male sterility and doubled haploid production by targetedinactivation of cytoplasmic glutamine synthetase in developing anthers andpollen.Plant Biotechnol J，2007，5(4)：483-494；Albertsen，M.C.，et al.1999，Induction of male sterility in plants by expression of high levels ofavidin.United States，Pioneer Hi-Bred International，Inc.，Des Moines，Iowa.US5962769；Sinha R， Raiam M V.RNAi silencing of three homologues of S-adenosylmethionine decarboxylase gene in tapetal tissue of tomato results inmale sterility.Plant Mol Biol，2013，82(1-2)：169-180]。当前，基因工程法制备代谢缺陷型不育材料仍然存在育性不彻底、成本较高或引起其他其他农艺性状严重劣变等问题，生产中未见相关成果的实际应用。在水稻中，通过寻找更为优良的代谢缺陷型雄性不育材料不失为一条寻找新型不育系以克服水稻现有不育系缺点的重要途径。