[发明专利]一种含长雄野生稻启动子的可恢复水稻OsCYP704B2突变体雄性育性的载体及应用

说明书

本发明涉及一种含长雄野生稻启动子的可恢复水稻OsCYP704B2突变体雄性育性的载体及应用。本发明所述长雄野生稻OlCYP704B2基因启动子如SEQ ID NO.1所示，由该启动子驱动的、经序列优化的水稻OsCYP704B2基因表达盒如SEQ ID NO.4所示。本发明提供的启动子能够驱动基因在植物花药中高效地表达；本发明提供的水稻OsCYP704B2基因表达盒能够实现OsCYP704B2基因在上述启动子的驱动下在花药中高水平表达，完全恢复由OsCYP704B2功能缺失导致的水稻雄性不育，并且具有高度的遗传稳定性，可用于水稻雄性育性的恢复或制备水稻雄性核不育保持系和不育系。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学领域，具体涉及一种含长雄野生稻OlCYP704B2基因启动子的可恢复水稻OsCYP704B2突变体雄性育性的表达盒及应用。

背景技术

水稻是重要的粮食作物之一，杂交水稻对提高粮食产量发挥了重要作用。杂交水稻是选用两个遗传背景不同，同时性状又能互补的水稻亲本，通过杂交产生具有杂种优势的第一代杂交种用于稻谷生产。杂交水稻具有明显的杂种优势现象，比常规稻增产可达30％。目前杂交水稻可分为三系法杂交稻和两系法杂交稻。三系法杂交稻(三系杂交稻)是指生产这种杂交稻需要三个水稻品系来完成：水稻质核互作雄性不育系、水稻细胞质雄性不育保持系和水稻细胞质雄性不育恢复系。水稻质核互作雄性不育系(简称不育系，代号A)有野败型、红莲型等多种细胞质类型。水稻细胞质雄性不育保持系(简称保持系，代号B)用来繁殖不育系，其细胞核基因型与不育系相同，但含有可育的细胞质基因，可产生可育花粉，能够自交结实。由于保持系的核基因不含恢复基因，因此它给不育系授粉产生的后代也是不育的。水稻细胞质雄性不育恢复系(简称恢复系，代号R)携带恢复基因，能够修复细胞质雄性不育性，与不育系杂交产生的杂种(即杂交稻)正常可育。三系育种法存在感病、品质差、育种效率低等问题，而且因受恢保关系的制约，95％的水稻资源不能用于杂交育种。两系法杂交稻利用光温敏核不育突变体，其在长日高温条件下表现雄性不育，可进行杂交制种，短日低温条件下表现雄性可育，可以自交繁殖。与三系法相比，两系法具有显著的优越性：不育系与恢复系配组自由，选配优良组合的几率大；不育系可一系两用。但是两系法不育系易受光温环境影响，育种风险巨大：比如在制种期间遇上低温，不育系将转为可育，产生自交种子，影响杂交种子的纯度；有的两系杂交种遇上高温则不育，影响结实率，导致减产。因此，寻找新的雄性不育制种方法依然是作物育种上的重要研究课题。

美国先锋公司的SPT技术利用转基因技术成功解决了玉米杂交制种中的一系列问题，并于2012年在玉米中实现商业化应用。该技术也可应用于其他作物的杂交制种(Wu等，2016，Development of a novel recessive genetic male sterility system forhybrid seed production in maize and other cross-pollinating crops)。SPT技术的核心是筛选雄性不育突变体，及构建含有育性恢复基因、花粉败育基因和筛选标记基因的载体；经过大量的筛选鉴定，获得单拷贝、遗传稳定、各元件稳定可靠工作的转化事件，用于生产新的不育系和转基因保持系。水稻杂交制种也可能通过利用这一技术实现普通核不育系及其保持系的扩繁，从而克服三系法和两系法杂交制种的缺陷，提升水稻杂交育制种技术。