[发明专利]一种植物人工智能雄性不育系及应用

说明书

本发明公开了一种植物人工智能雄性不育系，所述植物人工智能雄性不育系中导入了一段包含赋予植物除草剂耐受性的蛋白表达框和能够与操纵子结合的阻遏蛋白表达框的DNA片段。本发明植物人工智能雄性不育系不受光温限制，系统更稳定可靠；通过生物技术导入智能雄性不育性状，不受品种局限，可以充分利用各种种植资源；本人工智能雄性不育系可以通过喷施或者不喷施某种特定除草剂表现雄性可育和雄性不育的特性，实现一系两用，用于植物的两系法制种；可以机械化作业，降低生产成本，提高生产效率。

(一)技术领域

本发明涉及一种植物雄性不育技术，特别涉及一种人工智能雄性不育系的获得及其应用。

(二)背景技术

无论是在原核生物还是真核生物中，蛋白质-DNA互作是一种经典的基因表达调控方式。原核生物中存在一种非常高效的基因表达调控机制，当一种阻遏蛋白与对应的操纵子DNA结合时，就阻止了RNA聚合酶的结合，从而抑制基因的转录(ReznikoffWS and JNAbelson.1980)。上述阻遏蛋白和操纵子互作调控基因表达的系统即为阻遏蛋白-操纵子系统。目前，阻遏蛋白-操纵子系统被广泛用于原核或者真核生物中，用于调控基因的表达。但是，用于创制植物人工智能雄性不育技术，还未见报道或应用。

杂种优势是指2个遗传组成不同的亲本杂交产生的F1代在生活力、生长势、抗逆性、适应性以及产量、品质等方面超过双亲的现象。杂种优势在许多农作物和园艺作物上得到广泛的应用，并获得巨大成功，对推动农业生产做出了重大贡献。

目前利用杂交优势的途径包括人工去雄杂交制种、化学去雄杂交制种、利用自交不亲合性杂交制种、利用雄性不育系。雄性不育系在现代杂交制种应用中极为普遍，一般采用三系两田法，即不育系、恢复系、保持系、亲本繁殖田、杂交制种田。而且制种手续简化，制种产量较高，从而降低了种子生产成本。目前应用的三系制种中的不育系主要是核质互作雄性不育，这种类型的不育性比较容易获得三系。现已在玉米、高梁、小麦、水稻等大田作物的杂交制种中广泛应用。然而，要获得具有应用价值的不育系、保持系及恢复系是一项极其繁琐、艰巨的工作。

两系法具有育性受核基因控制，没有恢保关系，配组自由；种子繁育程序简单，成本低；种植资源利用率高，选育出优良组合机率高等优点。经过二十多年的努力，目前在水稻上建立了光温敏不育系的两系法杂种优势有效利用的新途径，解决了三系法杂交稻的主要限制因素，使水稻杂种优势利用进入一个新阶段。但是，上述光温敏不育系受光、温等环境的影响非常大，在突然变化和极端天气的情况下，容易发生非预期的可育或者不育，从而导致在其自身繁殖和制种过程中存在非常大的风险。因此获得育性稳定，不受光、温限制的不育系对于安全高效的制备杂交种非常必要。

除草剂(herbicide)是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂，又称除莠剂，用以消灭或抑制植物生长的一类物质。根据作用方式可以将除草剂分为内吸性除草剂和触杀型除草剂。内吸性除草剂被根系或叶片、芽鞘或茎部吸收后，传导到植物体内，使植物死亡，草甘膦、啶嘧磺隆、烟嘧磺隆、扑草净、盖草能、稳杀醚等。触杀型除草剂是指喷到植物的某一叶片，不会被传导到其它叶片，更不会传导到植物的根、花和果部，如除草醚、百草枯、敌稗、果尔、恶草灵等。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种简单可靠的用于制备植物雄性不育系种子的表达框及其制备植物雄性不育系种子的应用，该应用不受光、温等环境因素变化的限制，突破不育系种植资源的制约，简单高效可靠稳定的实现两系杂交法制种。该方法，可以通过对该不育系施用化学物质，特别是施用田间除草所必须的除草剂来实现其雄性不育，控制该不育系的育性；而在不施用上述化学物质时，上述不育系是可育的，可以通过自交获得大量不育系种子。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种植物人工智能雄性不育系，所述植物人工智能雄性不育系中导入了一段包含赋予植物除草剂耐受性的蛋白表达框和能够与操纵子结合的阻遏蛋白表达框的DNA片段。