[发明专利]小麦TaRDR6基因及其在雄性不育中的应用

说明书

本发明公开了小麦TaRDR6基因及其在雄性不育中的应用。本发明是通过将构建的具有敲除TaRDR6基因功能的表达载体pBUE411‑RDR6转入小麦内，沉默小麦中TaRDR6基因的表达，可以获得花粉败育的小麦植株。通过一个基因转化过程，就可实现基因组水平RDR6基因的沉默，是利用基因工程技术沉默RDR6基因的有力工具。沉默该基因可以帮助研究人员进一步了解小麦中RDR6在phasiRNA合成路径中是如何具体发挥作用和行使其生物学功能。

技术领域

本发明涉及小麦TaRDR6基因及其在雄性不育中的应用，属于基因工程领域。

背景技术

在古细菌和细菌原核生物中，CRISPR/Cas9(Clustered regularly interspacedshort palindromic repeats)/(CRISPR-associated 9)系统是用来对抗外源的DNA如入侵的病毒等的一种适应性免疫防御机制。CRISPR/Cas9系统是由sgRNA(small guide RNA)和Cas9核酸酶两种元件组成。sgRNA通过碱基互补配对来识别基因组中相对应的靶位点序列，从而引导Cas9核酸酶对靶位点序列进行切割，造成DNA双链的断裂，生物体在通过同源或者非同源重组进行DNA修复，在修复过程中会引入DNA序列的定点突变。因此，该项技术已经被广泛的应用于疾病的基因治疗和农作物的基因改良。小麦是异源六倍体作物，由A、B和D三套基因组组成，这三套基因组的部分同源基因具有很高的部分同源性，这些部分同源基因只有同时发生突变，才能获得基因敲除的突变体。因此，在部分同源基因间的保守区域设计sgRNA，可以实现同时敲除所有部分同源基因。

PhasiRNA主要参与植物的生长发育、生殖发育和抗逆反应等方面(Deng etal.2018)。具有一定相位的phasiRNA(Phased small-interfering RNAs)，多数长21-nt或者24-nt。他们是由PHAS基因(phasiRNAproducing genes)或者位点产生的。在小麦幼穗和花药组织中存在大量的21-nt和24-nt的phasiRNA，在不同发育时期的雄蕊组织中phasiRNA呈现动态的表达，表达高峰期出现在花粉母细胞减数分裂的前后(Zhang et al.2020)。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供小麦TaRDR6基因及其应用。本发明是通过将构建的具有敲除TaRDR6基因功能的表达载体pBUE411-RDR6转入小麦内，沉默小麦中TaRDR6基因的表达，可以获得花粉败育的小麦植株。

小麦TaRDR6基因，位于第三号染色体的3B和3D上，分别命名为TaRDR6-3B和TaRDR6-3D，所述TaRDR6-3B的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述TaRDR6-3D的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一种利用上述小麦TaRDR6基因构建雄性不育的小麦植株的方法，降低或沉默小麦中小麦TaRDR6基因的表达。

进一步的，上述方法中所述降低或沉默小麦中小麦TaRDR6基因的表达，具体包括如下步骤：

1)设计靶向TaRDR6基因的sgRNA；

2)根据步骤1)获得的sgRNA设计sgRNA的扩增引物进行PCR扩增，获得扩增产物；

3)利用步骤2)获得的扩增产物和pBUE411载体构建具有敲除小麦TaRDR6基因功能的pBUE411-RDR6双元载体；

4)利用农杆菌介导将步骤3)获得的双元载体转化入植物中，降低或沉默小麦TaRDR6基因的表达，即可获得花粉败育的小麦植株。

进一步的，上述方法步骤1)中所述的TaRDR6基因的sgRNA的核苷酸序列SEQ IDNO.3所示。

进一步的，上述步骤3)中所述的具有敲除小麦TaRDR6基因功能的pBUE411-RDR6双元载体，包括表达盒A和表达盒B；