[发明专利]Zmcps基因在制备玉米雄性不育系中的应用

说明书

本发明公开了Zmcps基因在制备玉米雄性不育系中的应用，属于基因工程技术领域。本发明公开提供了Zmcps基因在制备玉米雄性不育系中的应用，本发明影响雄性生育力的蛋白质Zmcps，可以有效实现玉米花粉的完全败育，进而可以用于玉米的雄性化不育制种，提高玉米制种的纯度和降低制种成本。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，更具体的说是涉及Zmcps基因在制备玉米雄性不育系中的应用。

背景技术

在实际的粮食生产中，雄性不育现象在玉米、水稻、小麦等高等作物中普遍存在，但大部分玉米不育系并不完全，杂交种中混有大量的自交系种子，使种子质量受到严重影响。而雄性不育系则是保证杂交种纯度、降低种子生产成本的良好材料。

杂种优势利用是玉米高产的主要途径。但是，当玉米中存在有效的和经济的授粉控制方法以保证异花授粉和防止自花授粉时，杂交种才能被利用。授粉控制机制包括机械的、化学的和遗传的方法。

如果植物已空间隔离雄性和雌性的花或者分离雄性和雌性植株，则可以适用杂交种植物生产的机械方法。例如，在玉米植株的顶端花序中具有生产花粉的雄花，雌花在沿着茎的叶轴部。玉米的异交是通过对母本机械去雄以防止自交来确保的。尽管目前去雄被用于植物的杂交种种子生产中，如玉米，但是依据母本去雄的实际去雄成本和产量损失，上述过程是劳动密集型的且是昂贵的。另外，大部分作物植物的功能性雄性和雌性器官均在同一朵花中，因此去雄不是一个简单的过程。尽管可以在散粉前用手除去花粉形成器官，但上述杂交种生产的方法是极端劳动密集型的和昂贵的。

生产杂交植物的化学方法包括使用化学药品杀死或阻止可育花粉的形成。这些化学药品被称为杀配子剂，被用于给予暂时的雄性不育。由于化学药品的费用和有效性、以及应用的持续时长和可靠性，使用杀配子剂进行的杂交植物的商业化生产是受限制的。杀配子剂的一个严重的局限性在于其具有植物毒性的影响，其严重程度取决于基因型。其它局限性包括这些化学药品对于延长花期中的作物不一定是有效的，因为生长的新花可能没有被影响。因此，需要重复应用上述化学药品。

上世纪九十年代，Mariani等人开创了人工制备雄性不育系的新途径，他们利用来自烟草的花药绒毡层的特异启动子(TA29)和核糖核酸酶基因(Barnase)构建表达盒转化烟草和油菜，导致转基因植株的花药绒毡层被破坏，形成雄性不育系，而并影响转基因植株的其它性状。除利用Barnase构建雄性不育系之外，当前很多研究表明其它的功能基因也可被广泛应用于基因工程方法来构建转基因雄性不育植株。

自从Zmcps基因被克隆出来，至今未发现利用转基因技术创制Zmcps雄性不育系的相关报道。因此，提供Zmcps基因在制备玉米雄性不育系中的应用是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了Zmcps基因在制备玉米雄性不育系中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Zmcps基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

进一步，Zmcps基因编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

进一步，Zmcps基因在制备玉米雄性不育系中的应用。

本发明影响雄性生育力的蛋白质为首次分离自玉米中绒毡层发育调控基因Zmcps，并且能够降解花粉粒中的淀粉，造成玉米转基因花粉不育，准确性高，有效阻止转基因作物通过花粉将转基因元件传播给其他野生作物品种；可用于保持雄性不育植株的纯合隐性状态；同时省去了杂交制种过程中去雄的步骤，减小了劳动力的投入和对产量的影响，具有较大的成本效益。