[发明专利]一种大豆不育基因突变体、应用及大豆不育系的构建方法

说明书

本发明涉及农业育种技术领域，具体而言，涉及一种大豆不育基因突变体、应用及大豆不育系的构建方法。本发明提供了大豆不育基因突变体，该突变体包括Glyma.13G114200基因单个碱基的突变和/或缺失形成的突变体，将上述突变体应用于大豆不育系的构建或育种中，采用CRISPR‑Cas9基因编辑工具直接对野生型大豆进行基因编辑进行大豆不育系的构建，或者应用含有上述基因突变体的大豆与野生型大豆杂交，而后在后代中以育性作为筛选标准或者通过分子标记筛选含不育基因的后代植株，实现了快速得到或鉴定大豆的不育品系，与采用杂交方法获得不育系相比，大大地缩短了育种周期。

技术领域

本发明涉及农业育种技术领域，具体而言，涉及一种大豆不育基因突变体、应用及大豆不育系的构建方法。

背景技术

大豆是世界重要的粮油兼用作物，也是人类优质蛋白及畜牧业饲料蛋白的主要来源。20世纪50年代以前，中国曾是世界上最大的大豆生产国和出口国，到1996年，我国成为大豆纯进口国，目前我国大豆进口量约占中国大豆消费市场的90％，受国际市场影响严重，因此，发展国产大豆势在必行，但由于产量低，比较效益差，农民种植意愿不强等原因，需要给予高补贴才能保障国内大豆产业的发展。

杂种优势利用是大幅度提高作物产量最有效的措施之一，目前种植杂交大豆平均增产15％左右，可大幅增加农民种植效益。雄性不育系是杂种优势利用的重要物质基础，分为核不育系(GMS)和细胞质雄性不育系(CMS)，也称为质-核互作雄性不育。

1、大豆核雄性不育(GMS)

(1)结构性雄性不育

Singh等(1978)报导了一个大豆结构性不育系，属于核雄性不育，是由隐性单基因控制，其特点是花粉正常可育，但花药不开裂，无法完成正常的授粉、受精的过程。Winger(1979)，Johns和Palmer(1982)曾先后报道过另一种结构性不育。其遗传特点是雄性不育植株上能够形成正常花粉，但由于花蕾结构畸形，阻碍了花丝的正常伸长，使雄蕊无法达到柱头而不能自花授粉。这类不育系由于得不到百分之百的不育株，同时，植株生长不十分正常，不育性也不完全可靠，无法用于杂交种生产。

(2)部分雄性不育

此类雄性不育是核不育的另一种类型，部分雄性不育是“雄性不育的不完全表现”。在大豆中已经发现了多个这一类型的不育。Caviness等(1970)报导的部分雄性不育系Arkansas，它的育性随着温度的变化而改变。当昼夜温度分别为21℃/16℃，29℃/21℃和35℃/27℃时，该不育系的单株荚数分别为4.7、8.7和0，即高温促使不育，低温恢复可育(Caviness and Fagala,1973)。最典型的大豆部分雄性不育应属于Stelley等(1980)报导的msp部分不育，他详细地描述了msp在纯合状态下的表现，并证明了msp植株在低温条件下(昼夜温度24℃/18℃或24℃/21℃)表现完全不育；而在比较高温条件下(昼夜温度35℃/27℃或35℃/32℃)，表现几乎完全可育。Carlson和Williams(1985)对msp与温度的关系也进行了研究，他是将白天的温度固定为24℃，而夜间的温度分别为15℃、18℃、21℃和24℃，结果表明夜晚温度降低与花粉可育之间有很高的相关性，即夜晚的温度低可育率高。这类不育系也可以称为温敏型雄性不育，因为它的育性随着温度的变化而改变。

(3)隐性单基因控制的完全雄性不育