一种水稻MSP1基因突变体及其分子鉴定方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水稻MSP1基因突变体及其应用，属于基因工程技术领域。本发明专利技术将籼稻品种93‑11经钴60辐射诱变引起水稻MSP1基因编码区第1879个碱基的1个T碱基替换为1个C碱基，将该MSP1基因突变体命名为msp1‑1972，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，进一步证实该突变体引起水稻隐性雄性核不育，可用于制备隐性雄性核不育的转基因水稻，在水稻种质资源的遗传改良育种中作用重大。本发明专利技术还提供了该突变体的分子标记鉴定方法及其在育种制种中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物分子生物学领域，具体涉及一种水稻MSP1基因突变体msp1-1972及其分子鉴定方法和应用。
技术介绍
植物雄性不育突变是自然界中十分普遍的现象，至少己在43个科、162个属的617个物种中发现了雄性不育突变体。在遗传上植物雄性不育分为细胞核雄性不育，细胞质雄性不育和细胞核细胞质互作雄性不育三大类：1)细胞核雄性不育由细胞核基因突变产生，有显性突变和隐性突变，有孢子体基因突变和配子体基因突变。显性突变和配子体基因突变只能通过雌配子遗传，隐性突变既可通过雌配子也可通过雄配子进行遗传，而且遵循孟德尔定律。目前已克隆了一些孢子体隐性核不育基因，如拟南芥的ms2，玉米的ms45和水稻的mil1等(Aarts等，1997，TheArabidopsisMALESTERILITY2proteinsharessimilaritywithreductasesinelongation/condensationcomplexes，PlantJournal，12:615-623；Albertsen，2006，Maletissue-preferredregulatorysequencesofMS45geneandmethodofusingsame，专利号：US7154024B2；Hong等，2012，Somaticandreproductivecelldevelopmentinriceantherisregulatedbyaputativeglutaredoxin，PlantCell，24:577-588)；一些配子体隐性核不育基因也被克隆，如拟南芥的两个小孢子有丝分裂异常的突变体sidecarpollen和geminipollen(Oh等，2010，TheSIDECARPOLLENgeneencodesamicrospore-specificLOB/AS2domainproteinrequiredforthecorrecttimingandorientationofasymmetriccelldivision，PlantJournal，64:839-50；Park等，1998，TheArabidopsisthalianagametophyticmutationgeminipollen1disruptsmicrosporepolarity,divisionasymmetryandpollencellfate，Development，125:3789-99)；玉米上还克隆了一个孢子体显性核不育基因MS44(CiganandAlbertsen，1998，Reversiblenucleargeneticsystemformalesterilityintransgenicplants，US5750868)；2)细胞质雄性不育则是由细胞质基因控制，并没有相对应的核恢复基因，属母性遗传；3)细胞核细胞质互作雄性不育由细胞质基因和细胞核基因共同控制，其实质是细胞质与细胞核遗传物质不和的结果。不育细胞质是一些由突变线粒体基因引起，但有相对应的核恢复基因，能抑制不育细胞质基因。不育细胞质基因可产生一种新的蛋白质，够影响线粒体正常功能(ChenandLiu，2014，Malesterilityandfertilityrestorationincrops，AnnuRevPlantBiol，65:5.1-5.28)。在育恢复基因方面，目前水稻中已经克隆了Rf-1，Rf-2，Rf-4，Rf-5等基因(Komori等，2004，Map-basedcloningofafertilityrestorergene,Rf-1,inrice(OryzasativaL.)，PlantJournal，37:315-325；Itabashi等，2011，Thefertilityrestorergene,Rf2,forLeadRice-typecytoplasmicmalesterilityofriceencodesamitochondrialglycine-richprotein，PlantJournal，65:359-367；Tang等，2014，ThericerestorerRf4forwild-abortivecytoplasmicmalesterilityencodesaPPRproteinthatfunctionsinreductionofWA352transcripts，MolecularPlant，7:1497-500；Hu等，2012，ThericepentatricopeptiderepeatproteinRF5restorersfertilityinHong-LianCytoplasmicmale-sterilelinesviaacomplexwiththeglycine-richproteinGRP162，PlantCell，24:109-22)。水稻是我国的民族产业，杂交水稻对提高我国粮食产量发挥了重要作用。目前，我国杂交水稻累计种植面积超过45亿亩，杂交水稻种植面积已经占到全国水稻种植面积的55％左右。杂种水稻是选用两个遗传背景不同，同时性状又能互补的水稻品种，通过杂交产生具有杂种优势的第一代杂交种用于生产。杂交水稻具有明显的杂种优势现象，主要表现在生长旺盛，根系发达，穗大粒多，抗逆性强等方面。杂交水稻比常规稻增产达30％。目前我国种植的杂交水稻可分为三系法杂交稻和两系法杂交稻。三系法杂交稻(三系杂交稻)就是生产这种杂交稻需要三个水稻品系来完成：水稻质核互作雄性不育系、水稻细胞质雄性不育保持系和水稻细胞质雄性不育恢复系。水稻质核互作雄性不育系(简称不育系，代号A)有野败型，红莲型等多种细胞质类型。水稻细胞质雄性不育保持系(简称保持系，代号B)是用来繁殖不育系一种水稻。其细胞核基因型与不育系相同，但含有可育细胞质基因，可产生可育花粉，能够自交结实。由于保持系的核基因不含恢复基因，因此它给不育系授粉产生的后代也是不育的。水稻细胞质雄性不育恢复系(简称恢复系，代号R)携带恢复基因，能够修复细胞质雄性不育性，与不育系杂交产生的杂种(即杂交稻)正常可育。三系育种法存在感病、品质差、育种效率低等问题。因受恢保关系的制约，95％的水稻资源不能用于杂交育种。两系法杂交稻利用光温敏核不育突变体，其在长日高温条件下表现雄性不育，可进行杂交制种，短日低温条件下表现雄性可育，可以自交繁殖。与三系法相比，两系法具有显著的优越性：不育系与恢复系配组自由，选配优良组合几率大；不育系可一系两用。但是两系法不育系易受光温环境影响，育种风险巨大。比如在制种期间遇上低温，不育系将转为可育，产生自交种子，影响杂交种子的纯度；有的两系杂交种遇上高温则不育，影响结实率，导致减产。因此，寻找新的雄性不育制种方法依然是作物育种上的重要研究课题。利用人工诱变比如物理辐射，化学处理，组织培养等方法，人们在水稻上获得了多种新的不育突变体。msp1-1突变体是其中之一，其花药不产生成熟花粉粒。该突变体由MSP1基因中插入Tos17引起；MSP1基因有1个外显子，编码一个1294个氨基酸的富亮氨酸膜受体样蛋白激酶；在减数分裂形成小孢子前后，在绒粘层和小孢子特异性表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻MSP1基因突变体msp1‑1972，其为水稻MSP1基因第1879位碱基的T替换为C，该突变位点位于外显子上。

【技术特征摘要】
1.一种水稻MSP1基因突变体msp1-1972，其为水稻MSP1基因第1879位碱基的T替换为C，该突变位点位于外显子上。2.如权利要求1所述水稻MSP1基因突变体msp1-1972，其核苷酸序列如SEQIDNo.1所示，其氨基酸序列如SEQIDNO.14所示。3.含有权利要求1或2所述MSP1-1972基因突变体msp1-1972的表达载体。4.含有权利要求3所述表达载体的宿主细胞。5.权利要求1或2所述的水稻MSP1基因突变体msp1-1972在制备转基因植物中的应用。6.权利要求1或2所述的水稻MSP1基因突变体MSP1-1972在制备隐性雄性核不育的转基因水稻中的应用。7.权利要求1或2所述的水稻MSP1基因突变体msp1-1972在水稻改良育种、制种中的应用。8.检测权利要求1或2所述的水稻MSP1基因突变体msp1-1972的分子标记，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄培劲，李新鹏，李京琳，张维，安保光，龙湍，
申请(专利权)人：海南波莲水稻基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：海南;46