一种育性恢复基因及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种育性恢复基因及其应用，属于作物遗传育种领域。本发明专利技术的基因序列通过PCR技术从水稻中克隆获得，其能恢复水稻育性，有利于杂交水稻恢复系的选育，同时也为水稻等单子叶禾本科作物的杂交育种提供了一种新的基因资源。

Fertility restoring gene and its application

The invention relates to a fertility restoring gene and its application, belonging to the field of Crop Genetics and breeding. The gene sequence of the invention is cloned from rice by PCR technology, which can restore rice fertility and is beneficial to the breeding of restorer lines of hybrid rice, and provides a new gene resource for hybrid breeding of monocotyledonous gramineous crops such as rice.

【技术实现步骤摘要】
一种育性恢复基因及其应用
本专利技术涉及一种育性恢复基因及其应用，属于作物遗传育种领域。
技术介绍
细胞质雄性不育(CMS)是自然界一种普遍现象，是指植物不能产生花粉或者产生的花粉无活力，导致雄蕊不能正常授粉而雌蕊功能正常的一种母性遗传现象。核恢复基因是能恢复(CMS)花粉育性的基因，利用CMS/RF系统可大量生产杂交种。目前，水稻CMS主要有三种类型：野败型(WA),红莲型(HL)和包台型(BT)。研究表明，RF1a,RF1b恢复BT型CMS的育性，定位于10号染色体。RF3和RF4恢复WA型CMS的育性，定位于1和10号染色体。RF5和RF6恢复HL型CMS的育性，定位于10号染色体。为了用分子标记准确定位野败型细胞质雄性不育恢复基因RF4，有研究人员将日本水稻基因组项目构架的水稻遗传连锁图谱第10染色体分子遗传图上的分子标记R1877和G2155之间对应区域YAC物理图上6个YAC克隆进行了亚克隆，并把RF4座位定位于第10染色体的特定位置：亚克隆Y328距离RF40.9cM，亚克隆Y1210距离RF43.2cM。野败型水稻细胞质雄性不育性自70年代被发现以来，已在“三系”杂交水稻育种上广泛应用。但是迄今为止，尚未有人对水稻胞质育性恢复基因RF4的分析。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种育性恢复基因及其应用，该基因能恢复水稻育性。在植物的进化过程中，细胞质雄性不育和核恢复基因(Rf)是协同进化的，对恢复基因(Rf)遗传特性的研究是选育恢复性的前提。对水稻胞质育性恢复基因RF4的分析，有利于杂交水稻恢复系的选育。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种育性恢复基因，命名为RF4，所述育性恢复基因的核苷酸序列选自下列组的序列之一：(1)如SEQIDNO：1所示的核苷酸序列；(2)在严格条件下能够与(1)中所述序列的DNA杂交的DNA序列；(3)与(1)或(2)所述序列有至少90％序列相似性，且具有育性恢复功能的DNA序列；(4)与(1)-(3)之任一所述序列互补的DNA序列；(5)编码的氨基酸序列与(1)-(4)之任一所述序列编码的氨基酸序列相同的DNA序列；(6)与(1)-(5)之任一所述序列进行一个或多个碱基的取代、缺失和/或添加且具有育性恢复功能的DNA序列。其中，所述育性恢复基因为水稻育性恢复基因。本专利技术还公开了所述的育性恢复基因在单子叶禾本科作物杂交育种中的应用。其中，在于所述应用为“三系”杂交水稻育种。其中，在于所述应用为杂交水稻恢复系的选育。本专利技术还公开了一种表达载体，所述表达载体为含有所述的育性恢复基因的重组表达载体。其中，所述的重组表达载体通过将所述的育性恢复基因插入到载体的BamHI和PstI酶切位点之间获得。其中，所述表达载体的构建方法如下：(1)调查不育系F2群体：亲本为福恢7185&内香10-A，群体调查数为5；(2)统计不育株；(3)卡方分析：水稻育性受两对等位基因的遗传控制，通过卡方分析，判断可育与不育是否符合于15∶1的理论比值，获得F2表2所列分离株数，完成水稻可育性受两位等位基因遗传的适合性测验；(4)F2花粉育性观察：观察亲本福恢7185与内香10-A的花粉，区分可育和不可育花粉的形态；(5)等位恢复基因RF4基因的克隆：将材料7185进行恢复基因扩增，获得RF4基因序列，然后进行克隆比对，以确定获得的基因序列正确性，结果显示在RF4基因上，7185亲本中与RF4存在较多的基因差异，其中碱基差异数：61个，氨基酸差异：37个；(6)水稻RF4基因的表达载体构建：通过酶切、连接、Tm＝60℃扩增，获得将RF4基因序列插入到载体pCambia-1301的BamHI和PstI酶切位点之间的表达载体。本专利技术具有如下有益效果：1)该基因能恢复水稻育性。在植物的进化过程中，细胞质雄性不育和核恢复基因(Rf)是协同进化的，对恢复基因(Rf)遗传特性的研究是选育恢复性的前提。对水稻胞质育性恢复基因RF4的分析，有利于杂交水稻恢复系的选育。附图说明图1为F2花粉育性观察图。具体实施方式(一)具体实施方式如下：一种育性恢复基因，命名为RF4，所述育性恢复基因的核苷酸序列选自下列组的序列之一：(1)如SEQIDNO：1所示的核苷酸序列；(2)在严格条件下能够与(1)中所述序列的DNA杂交的DNA序列；(3)与(1)或(2)所述序列有至少90％序列相似性，且具有育性恢复功能的DNA序列；(4)与(1)-(3)之任一所述序列互补的DNA序列；(5)编码的氨基酸序列与(1)-(4)之任一所述序列编码的氨基酸序列相同的DNA序列；(6)与(1)-(5)之任一所述序列进行一个或多个碱基的取代、缺失和/或添加且具有育性恢复功能的DNA序列。其中，所述育性恢复基因为水稻育性恢复基因。本专利技术还公开了所述的育性恢复基因在单子叶禾本科作物杂交育种中的应用。优选的，在于所述应用为“三系”杂交水稻育种。优选的，在于所述应用为杂交水稻恢复系的选育。实施例还公开了一种表达载体，所述表达载体为含有所述的育性恢复基因的重组表达载体。优选的，所述的重组表达载体通过将所述的育性恢复基因插入到载体的BamHI和PstI酶切位点之间获得。优选的，所述表达载体的构建方法如下：(1)调查不育系F2群体：亲本为福恢7185&内香10-A，群体调查数为5；(2)统计不育株；(3)卡方分析：水稻育性受两对等位基因的遗传控制，通过卡方分析，判断可育与不育是否符合于15∶1的理论比值，获得F2表2所列分离株数，完成水稻可育性受两位等位基因遗传的适合性测验；(4)F2花粉育性观察：观察亲本福恢7185与内香10-A的花粉，区分可育和不可育花粉的形态；(5)等位恢复基因RF4基因的克隆：将材料7185进行恢复基因扩增，获得RF4基因序列，然后进行克隆比对，以确定获得的基因序列正确性，结果显示在RF4基因上，7185亲本中与RF4存在较多的基因差异，其中碱基差异数：61个，氨基酸差异：37个；(6)水稻RF4基因的表达载体构建：通过酶切、连接、Tm＝60℃扩增，获得将RF4基因序列插入到载体pCambia-1301的BamHI和PstI酶切位点之间的表达载体。实施例1：海南调查不育系F2群体不育系F2群体调查实验数据如下：亲本：福恢7185&内香10-A群体调查数：5(F2分离群体)群体编号：42-46不育株统计结果见表1：群体编号4243444546不育株数5772505653单群体数102410489201016960调查数据的卡方分析：水稻育性受两对等位基因的遗传控制，通过卡方分析，判断可育与不育是否符合于15∶1的理论比值，获得F2表2所列分离株数，完成水稻可育性受两位等位基因遗传的适合性测验。表2水稻可育性受两对等位基因遗传的适合性测验H0：可育：不育符合15∶1HA：不符合15∶1比率。显著水平为0.05查附表(df：自由度，X：差方检验)，当df＝2-1＝1，时实得X2＝1.8361小于所以接受H0，即认为观察次数和理论次数相符，接受水稻育性反应比率为15∶1的假设。F2花粉育性观察：参见图1。实施例2：等位恢复基因RF4基因的克隆将材料7185进行恢复基因扩增(RF4)，通过克隆比对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种育性恢复基因，命名为RF4，其特征在于所述育性恢复基因的核苷酸序列选自下列组的序列之一：（1）如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；（2）在严格条件下能够与（1）中所述序列的DNA杂交的DNA序列；（3）与（1）或（2）所述序列有至少90%序列相似性，且具有育性恢复功能的DNA序列；（4）与（1）‑（3）之任一所述序列互补的DNA序列；（5）编码的氨基酸序列与（1）‑（4）之任一所述序列编码的氨基酸序列相同的DNA序列；（6）与（1）‑（5）之任一所述序列进行一个或多个碱基的取代、缺失和/或添加且具有育性恢复功能的DNA序列。

【技术特征摘要】
1.一种育性恢复基因，命名为RF4，其特征在于所述育性恢复基因的核苷酸序列选自下列组的序列之一：（1）如SEQIDNO：1所示的核苷酸序列；（2）在严格条件下能够与（1）中所述序列的DNA杂交的DNA序列；（3）与（1）或（2）所述序列有至少90%序列相似性，且具有育性恢复功能的DNA序列；（4）与（1）-（3）之任一所述序列互补的DNA序列；（5）编码的氨基酸序列与（1）-（4）之任一所述序列编码的氨基酸序列相同的DNA序列；（6）与（1）-（5）之任一所述序列进行一个或多个碱基的取代、缺失和/或添加且具有育性恢复功能的DNA序列。2.根据权利要求1所述的育性恢复基因，其特征在于所述育性恢复基因为水稻育性恢复基因。3.权利要求1所述的育性恢复基因在单子叶禾本科作物杂交育种中的应用。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述应用为“三系”杂交水稻育种。5.如权利要求4所述的应用，其特征在于所述应用为杂交水稻恢复系的选育。6.一种表达载体，其特征在于所述表达载体为含有如权利要求1所述的育性恢复基因的重组表达载体。7.根据权利要求6所述的重组表达载体，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建福，肖开转，魏毅东，何炜，陈丽萍，连玲，
申请(专利权)人：福建省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35