本发明专利技术涉及ＤＹＡＤ基因、其突变体以及它们用于产生保留了母本植株的杂合性的植株的用途。本发明专利技术还包括组成性或条件性地具有ｄｙａｄ表型并因而维持了母本杂合性的植株、植株组织和植株种子。本发明专利技术可用于以无融合生殖的植株的方式遗传所需的杂种表型以及可用于增加植株基因型的倍性，基因型的倍性的增加可以产生生物量增加的植株。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基因的等位基因和拟南芥(Arabidopsis )、 Boechera、水稻及其它植物的基因产物用于操纵配子发生和种子发育， 以产生在胚中具有母体基因组的全二倍体组的种子的用途。本专利技术还 涉及改变的基因用于产生未减数雌配子体而基本上不影响花粉 发育的用途。
技术介绍
植物生活周期在二倍体孢子体世代和单倍体的配子体世代之间交 替。减数分裂代表植物生活周期二倍体孢子体和单倍体配子体阶段之 间的转变。减数分裂导致单倍体孢子形成。在植物中(与动物不同)， 减数分裂产物经历另外的分裂以形成多细胞单倍体配子体。配子的分 化在减数分裂产物分裂后，在配子体发育的较后阶段发生。受精之前 的有性过程因而包括两个截然不同的阶段包括减数分裂和单倍体孢 子形成的孢子发生；以及涉及孢子发育成配子体的配子发生，包括受 精和支持胚生长所需的配子和相关细胞。大多数植物种经历有性生殖；然而一些植物种能够进行无性生殖。 术语无融合生殖通常公认为是某些形式的无性生殖的任意一种对有性 生殖的取代(Koltunow A.和Grossniklauss U. Armu. Rev. Plant Biol. Vol. 54: 547-74， 2003 )。无融合生殖是一种遗传控制的植 物生殖方法，涉及其中胚形成而无卵细胞和精子结合的种子形成。存 在三种基本类型的无融合生殖l)无孢子生殖，其中胚由源自珠心的 胚嚢中的染色体未减数卵孤雌生殖发育而成，2)二倍体孢子生殖，其 中胚由源自大孢子母细胞的胚嚢中的未减数卵孤雌生殖发育而成，以 及3)不定胚生殖，其中胚直接由体细胞发育而成。前两种类型的无融 合生殖都归为配子体无融合生殖，因为在这两种情形中胚都是由雌配 子体或胚嚢发育而成，而在不定胚生殖中胚直接由体细胞发育而成而 没有中间的雌配子体阶段。配子体无融合生殖因而包括两个部分i) 未减数孢子生殖，或保留了亲本基因型的未减数雌配子体(胚嚢)的 产生，以及ii)胚的孤雌发育，有或没有发育成胚乳的中央细胞的受 精。无融合生殖因而是不经过雌性减数分裂和配子配合而产生遗传上 与母本相同的胚的生殖过程。该三种类型的无融合生殖具有经济潜力，因为它们可以促使任何基因型(不管多么杂合)纯育。利用无融合生 殖，尤其是适应性基因型(adaptive genotype )或杂交基因型的后代 将在重复的生活周期中维持它们的基因型。除了固定杂种优势，无融知或未研发出的作物的商业化杂种的产生成为可能。因而，无融合生 殖可以使杂种研发更有效。无融合生殖还简化了杂种产生并增加了具 有良好的雄性不育系的植物种中的遗传多样性。将控制专性或高水平有性;无融合基;型杂交:产生纯种fi杂种是高i期望的:无融合生殖转移至重要作物的将使得有可能开发出纯种杂种和商业化生产杂种 而无需细胞质-细胞核雄性不育以及高花费、劳动密集型的生产过程。 专性无融合生殖的Fl杂种将通过种子来无限地纯育并且可以考虑来 通过种子来提供营养生殖方法或无性系生殖方法。研发无融合生殖培 育的作物还可以为发展中国家的粮食安全提供重要作用(Spillane C， SteimerA，和Grossniklaus U, Sex. Plant Reprod. 14: 179-187， 2001 )。事实上，大多数已知的控制无融合生殖的基因已在与培育物种亲 缘关系远的野生种中找到。虽然种间杂交在培养的物种和野生种之间 是可能的，但基因组之间的染色体配对通常较低或不存在，导致这种 方法失败。附图简述图l示出了 ^7ad突变体植林的减少的结实率。，最常见的范围是 每林植物1-10粒种子。图2示出了利用Alexander染色显示的^rad突变体植林正常花粉 的活力。(图2A)为野生型。(图2B)为办M^突变体。图3示出了野生型和^7^突变体中的雄性减数分裂和雌性减数分 裂。(图3A-C)为野生型。(图3D-F)为^rW突变体。(图3A，D) 为减数分裂1末(末期)的雄性性母细胞。(图3B， E )为四分体阶段 的雄性性母细胞。(图3C，F)为分裂后期1阶段的雌性性母细胞。《Md 经历了均等雌性减数分裂。图4示出了二倍体f/7S^突变体植林的代表性后代的染色体倍性。 (图4A)为显示有15条染色体的三倍体后代植林的体细胞。(图4B) 为携带显示以9:6分离的15条染色体的三倍体后代植林中的雄性 减数分裂1。(图4C)为显示有10条染色体的二倍体后代植林的体 细胞。图5示出了 Boechera holboelli i M"同系物对d/a^/突变体的补 充(complementoition):(图5A )为显示了未伸长的长角果的力w^ 突变体。(图5B)为用Bh"M"基因转化的d/ad突变体，表现为含有 种子的伸长的长角果。(图5C)为c(^d突变体植林(1)、补足了的植 抹(2)和野生型植林(3)的长角果的比较。(图5D)为补足了的植林的 裂开的长角果，显示了完全的结实率。(图5E)为野生型植林的分裂 的长角果。图6是示出了用于构建条件性补充品系的 pBI101. 3::Dyad:: (A)GR盒的示意图。图7是显示CAPS多态性用以将Z W"的内源性基因座如实施例6 中描述的进行基因分型的聚丙烯酰胺凝胶。图7A:解析的KNEF/KNER 引物扩增产物的HinFl消化片段。图7B:解析的KKF/KKR引物扩增产 物的HinFl消化片段。图8示出了实施例6中的力wd表型的条件性补充。图8A:在地塞米松处理之前和之后显示了未伸长的长角果(^rad 表型)的花序。箭头表示在开始处理时最新开放的花朵的位置。在处 理开始5-7天后长角果表现出伸长(野生型表型)。图8B:在地塞 米松处理之前表现为不育(d>ad)表型的分离的长角果。图8C:显示 了通过地塞米松处理的条件性补充后恢复的野生型表型。图8D:在地 塞米松处理后表现为完全的结实率的开裂的长角果。图9显示了实施例6中c^ad表型的条件性补充后胚珠的形态学。图9A:在地塞米松处理前成熟胚珠阶段的显示^Fad表型并且没 有胚嚢的纯胚珠。图9B:在地塞米松处理后恢复的胚嚢。图IO示出了由心wd突变体产生的种子的大小变化以及从二倍体 拟南芥林和四倍体拟南芥林之间的回交获得的种子的大小差异。附图说明图10A:来自自交的野生型二倍体Col-0植株的种子是均一正常 的。图10B:来自四倍体植林的种子。图10C:来自自交的dj^i/植林 的种子的大小在大(L)、正常(N)和皱缩(S)之间变化。图10D: 来自与二倍体雄林杂交的四倍体雌林的母本过量-种子是皱缩的。图10E:在与来自母本过量杂交的种子比较时，来自二倍体雌林与四倍体 雄林杂交的父本过量-种子的大小较大。图11示出了用如http: 〃www. ebi. ac. uk/clustalw中的Clustal W (为默认参数)进行的来自拟南芥(SEQ ID NO: 5 ) 、 Boechera (SEQ ID NO: 18)、水稻(SEQ ID NO: 51)和来自杨树(毛果杨(Populus trichocarpa) ) (SEQ ID NO: 26)的"Z4"蛋白的蛋白质序列的比对。图12示出利用Clustal W (1. 82)进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种植株，所述植株包含ｄｙａｄ等位基因纯合的基因组并且在所述植株细胞的细胞核内条件性表达ＤＹＡＤ蛋白。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R马鲁塔沙拉姆，MPA马里木图，I斯蒂吉，
申请(专利权)人：科学与工业研究会，
类型：发明
国别省市：IN[印度]
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