[发明专利]水稻OsRHD1-1基因在水稻雄性核不育系培育中的应用

说明书

本发明公开了水稻OsRHD1‑1基因在水稻雄性核不育系培育中的应用。本发明通过设计OsRHD1‑1基因的敲除靶点构建基因敲除载体，并在水稻中进行遗传转化，发现OsRHD1‑1基因功能的丧失能够导致花粉不育，有助于新型雄性核不育系的培育，助力杂交育种的发展。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，特别是涉及水稻OsRHD1-1基因在水稻雄性核不育系培育中的应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，怎样提高水稻产量来满足日益增长的粮食需求是当今需要迫切解决的问题。由于我国耕地面积和淡水资源有限，提高水稻单产的方法是提高水稻产量的主要途径。影响水稻单产的因素有很多，影响水稻每株分蘖数、每穗粒数和粒重的内在遗传特性是水稻单产决定因素；外在因素，包括光照、温度、水分和盐度等非生物胁迫以及病害和虫害的生物胁迫对单产有着重要的影响；另外，人为因素也对水稻单产起着关键的作用，比如栽培方式、施肥方式以及病虫害防治水平等。

水稻的高产离不开优良的品种，优良品种的选育离不开有效的育种方法。当前，水稻育种方法包括常规育种和分子育种。常规育种包括系统育种，杂交育种和诱变育种；分子育种包括分子标记辅助选择育种，转基因育种和分子设计育种。但是由于分子育种目前还存在成本高，安全担忧以及水稻主要农艺性状基因的发掘和功能研究不透彻等问题，其应用仍旧受很大的限制。目前，系统育种仍旧是主要的育种方法，而其中的杂交育种应用极为广泛，大大提高了我国水稻的产量。

杂交育种就是利用具有遗传差异的两个水稻亚种进行杂交，选择的两个亚种的优良性状能够互补，且后代能够产生杂种优势的育种方法。目前杂交育种方法有三系法和两系法。三系法包括不育系(核质互作雄性不育系和雄性核不育系)、保持系和恢复系；两系法包括不育系(温敏雄性核不育系和光敏雄性核不育系)和恢复系。目前我国使用的三系法不育系主要是II-32A、金23A、珍汕97A、冈46A和龙特浦A；两系法不育系主要是Y58S和培矮64S。因此，不育系的培育对杂交水稻产业的发展具有关键的作用。然而，不育系品质低劣是造成杂交水稻产量品质不好的重要原因，因此，培育米质好、抗逆性强以及配合力好的不育系是当前急需解决的问题。

在拟南芥中，Schiefelbein等(J.W.Schiefelbein andC.Somerville.1990.Genetic Control of Root Hair Development in Arabidopsisthaliana.Plant Cell,2(3):235-243.)报道了拟南芥ROOT HAIR DEFECTIVE 1(AtRHD1，At1G64440)基因在根毛的发育过程中具有重要的调控作用，Atrhd1突变体表现为根毛起始异常。

通过序列比对分析发现，水稻中存在4个与AtRHD1功能相似的同源基因，编码UDP-葡萄糖/半乳糖差向异构酶，但还没有这些基因调控水稻花粉发育的功能的报道。

发明内容

本申请研究结果表明OsRHD1-1基因(LOC-Os05g51670)在花粉发育中，起着关键的作用。由于OsRHD1-1是一个细胞核基因，在水稻中敲除该基因能够导致花粉败育，因而可以作为培育新型水稻雄性核不育系的育种材料，可以为水稻杂交育种提供优良品种的杂交组合，进而提高水稻的品质和产量。

水稻OsRHD1-1基因在水稻雄性核不育系培育中的应用。优选的，水稻OsRHD1-1基因的碱基序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明又提供了一种水稻雄性核不育系培育方法，将水稻OsRHD1-1基因敲除。

优选的，所述的水稻雄性核不育系培育方法，包括以下步骤：

(1)构建基因敲除载体，所述基因敲除载体为带有用于对水稻OsRHD1-1基因进行敲除的序列的植物表达载体；

(2)将步骤(1)基因敲除载体导入水稻的细胞中将水稻OsRHD1-1基因敲除，培养后获得水稻雄性核不育系。