[发明专利]一种棉花隐性核不育恢复基因GhNSP及其应用和创制棉花雄性不育种质的方法

说明书

本发明提供了一种棉花隐性核不育恢复基因GhNSP及其应用和创制棉花雄性不育种质的方法，属于棉花育种技术领域。所述棉花隐性核不育恢复基因GhNSP为以下核苷酸序列中的一种：1)序列表SEQ ID NO：1中所示的DNA序列；2)编码序列表SEQ ID NO：2所示蛋白质的DNA序列。本发明还提供了一种敲除所述棉花隐性核不育恢复基因GhNSP的试剂在棉花细胞核雄性不育系中的应用。此外，本发明还提供了一种创制棉花雄性不育种质的方法，采用所述sgRNA或CRISPR/Cas9系统敲除陆地棉中基因GhNSP，创制出陆地棉新的不育系材料，对杂种优势利用和群体改良具有非常重要的意义。

技术领域

本发明属于棉花育种技术领域，具体涉及一种棉花隐性核不育恢复基因GhNSP及其应用和创制棉花雄性不育种质的方法。

背景技术

植物雄性不育现象是指植物在有性繁殖过程中不能产生正常花粉的遗传现象，主要是由于花器官中雄蕊的发生与发育、绒毡层发育、小孢子形成、花药开裂以及外部生态环境的异常所导致。细胞质雄性不育(CMS)、生态型敏感型雄性不育(EGMS)以及细胞核雄性不育(GMS)是目前发现的三种主要雄性不育类型。细胞质雄性不育(CMS)是指由细胞质基因与核基因共同控制的不育类型，又称为核质互作不育。根据胞质来源不同，棉花细胞质雄性不育材料可分为哈克尼西棉(G.harknessii)细胞质D2-2-CMS，三裂棉(G.trilobum)细胞质D8-CMS，陆地棉(G.hirsutum)细胞质(AD)1-CMS，海岛棉(G.barbadense)细胞质(AD)2-CMS，异常棉(G.anomalum)细胞质B1-CMS和亚洲棉(G.arboreum)细胞质A2-CMS(冯坤，2013；石雅丽等，2013)。细胞质雄性不育系在棉花杂种优势利用中还存在着一些问题急需解决，包括胞质对产量的不利影响，由于育性恢复源狭窄而导致杂种优势不够强等问题，其应用受到了一定限制。例如：哈克尼西棉(G.harknessii)细胞质D2-2-CMS对棉花产量有不良影响，对大面积推广应用该不育系造成障碍。生态敏感型雄性不育(EGMS)是指不育表型可以被适当的环境条件所恢复的雄性不育类型。影响育性的主要环境因子有温度和光照，据此可以将生态敏感型不育分成3类，包括温敏型、光敏型和光温互作型。目前，在棉花中也鉴定了一系列的生态敏感型不育，包括特棉S-1和中9106等。特棉S-1是温敏不育系类型，材料在日平均温度高于27℃生长时表现为不育(刘志等，2007)。马建辉等将中040029通过航天诱变获得了具有芽黄标记的光敏雄性不育材料中9106，材料在光照周期为13～14.5h的长日照条件下生长时表现为不育(马建辉,2013)。虽然生态敏感型的雄性不育较稳定，但由于环境复杂难以随意控制，目前在棉花中利用生态敏感型雄性不育系进行大规模制种还存在一定的问题和困难。