[发明专利]一种玉米雄性核不育基因ms40及其分子标记和应用

说明书

本发明公开了一种玉米雄性核不育基因ms40，该基因由Seq ID No：1所示的核苷酸序列组成；该基因编码的蛋白质由Seq ID No：2所示的氨基酸序列组成。本发明还公开了用于筛选鉴定该基因的分子标记和引物。本发明提供了一种新的玉米核不育基因ms40，其突出特点是败育时期较早，且败育彻底；其次，本发明核不育基因为SNP突变，该突变体只影响育性，对其他基因功能没有影响，其在不同的遗传背景下不育性很稳定，利用价值较大；此外，本发明核不育基因可通过SPT技术用于玉米制种，具有广阔应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种玉米雄性核不育基因；还涉及用于鉴定该核不育基因的分子标记及其引物；此外，还涉及它们的用途。

背景技术

玉米是最早利用杂种优势的植物之一，杂种优势的利用极大地提高了玉米的产量、抗性和适应性等。玉米是典型的异花授粉作物，因此，在制种时需要进行严格的人工去雄，如果去雄不及时不彻底，极易造成混杂，进而会影响到玉米商品杂交种子的纯度；其次，人工去雄还耗费大量的劳力，大大增加种子的生产成本。而利用雄性不育制种，不仅可以大大提高种子纯度，保证制种质量，而且可以节约劳力、增加制种产量和降低种子生产成本，因而是解决玉米人工去雄制种问题的有效途径。

植物雄性不育(Male Sterility)分为细胞质雄性不育(Cytoplasmic MaleSterility，CMS)和细胞核雄性不育(Genic Male Sterility，GMS)。细胞质雄性不育是核质互作的产物，其不育细胞质类型主要有T、S、C三种，通过细胞质雄性不育系、保持系和恢复系三系配套进行种子生产。美国曾大面积推广应用T型不育细胞质配制的玉米杂交种，但是由于上世纪七十年代针对T型不育胞质的玉米小斑病T小种的大爆发，给美国的玉米生产造成严重损失，只能放弃应用T型雄性不育细胞质。同时，S型胞质不育存在不育性不稳定，C型胞质不育很难找到恢复系、且面临玉米小斑病C小种的威胁等问题。所有这些因素都限制了细胞质雄性不育在玉米制种上的应用。

细胞核雄性不育一般由核基因突变产生，目前在玉米中已经发现200多个核不育突变体，其中已经克隆报道了17个雄性不育基因，除MS44由单显性基因控制外，其他核不育基因均为隐性不育基因。核不育一般为显性或隐性单基因遗传，其存在一个明显的缺点，即后代群体常表现为1：1的育性分离，很难找到一个保持系，因而难以在玉米制种中直接应用。

美国先锋国际良种有限公司发明了一种新型不育系制种技术-SPT种子生产技术，该技术将育性恢复基因、花粉致死基因和籽粒荧光基因连锁构建SPT保持系表达盒，然后将其导入到隐性核不育系纯合子基因组中，构建SPT系；用SPT系给相应不育系授粉，即可得到不育系的后代，解决了核不育系繁种的问题。通过SPT技术实现了不育系和保持系的一系两用；同时SPT盒只通过雌配子传代，有效杜绝了转基因花粉的扩散，不存在转基因污染的问题。SPT种子生产技术成功解决了细胞核雄性不育系和保持系分离的难题，在杂交种制种上已经得到广泛的应用。但是SPT技术要求利用的核不育基因具有稳定的彻底败育的表型，而现有的很多核不育的花粉败育性不彻底、不育性不稳定，影响制种质量，亟待寻找花粉败育彻底的核不育基因的材料。

发明内容

本发明人利用甲基磺酸乙酯(EMS)对玉米自交系RP125花粉进行处理，在其诱变后代中意外发现一个不育突变体，该突变体表现为雄花干瘪，花粉粒不可染，为完全败育的雄性不育突变体。经进一步研究发现，该雄性不育受单隐性基因控制，将该核不育基因命名为ms40。本发明是在此意外发现的基础上实现的。

现本发明的技术方案如下：

本发明提供一种玉米核不育基因ms40，所述的玉米核不育基因ms40由Seq ID No：1所示的核苷酸序列组成。

本发明还提供了上述玉米核不育基因ms40在玉米制种上的应用。

本发明提供了上述玉米核不育基因ms40在培育隐性雄性不育的转基因玉米中的应用。