一种水稻隐性雄性不育系的繁育方法技术

本发明专利技术公开一种水稻隐性雄性不育系的繁育方法，涉及杂交水稻育种技术领域。本发明专利技术将水稻隐性雄性育性恢复元件、花粉致死元件、除草剂A抗性筛选元件和除草剂B敏感性筛选元件构建四元转基因元件连锁表达载体，转化入具有除草剂B抗性的不育系中，获得对除草剂A有抗性同时对除草剂B敏感的保持繁殖两用系；采用对应类型除草剂对保持繁殖两用系自交结实的种子进行筛选去除其中的保持繁殖两用系或不育系，从而对不育系或保持繁殖两用系进行去杂提纯。该方法可以应用于于第三代杂交水稻繁种和制种中含有转基因成分的保持繁殖两用系或者不含有转基因成分的不育系的提纯去杂，操作简单、高效。高效。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻隐性雄性不育系的繁育方法


[0001]本专利技术涉及一种水稻隐性雄性不育系的繁育方法，涉及杂交水稻育种


技术介绍

[0002]杂交水稻种子的生产过程需借助雄性不育水稻为母本的遗传工具，因此雄性不育是杂种优势利用的基础。长久以来，三系和两系雄性不育种质资源的发掘创制有限；而普通的隐性雄性不育系虽然败育彻底，遗传简单，但其实际生产应用比较困难，制约了杂交水稻的发展。随着最近被称为第三代杂交水稻育种技术的出现，极大地拓宽了雄性不育种质的范围。该技术通过操纵普通隐性雄性不育形成的关键核基因，建立了稳定高效，以及不育系和保持繁殖两用系一体的新型不育杂交育种体系，实现将普通隐性雄性不育种质资源改良为商业化的遗传工程雄性不育系。
[0003]第三代杂交水稻育种技术的关键是利用转基因技术解决普通隐性雄性不育种质自身繁殖困难的问题，即将水稻隐性雄性育性恢复元件、花粉致死元件和荧光筛选元件构建的三元载体转入隐性雄性不育种质，并经过对种子的不同荧光进行筛选，分离出不含转基因的成分的不育系。然而在实际筛选过程中，由于设计上对荧光检测设备的灵敏度、智能化和集约化要求相对较高，使得该类设备的制造成本较高，为第三代杂交水稻育种技术的大规模推广带来了一定障碍，也对发展低成本、高效的筛选方法提出了需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种水稻隐性雄性不育系的繁育方法，用于第三代杂交水稻繁种和制种中含有转基因成分的保持繁殖两用系或者不含有转基因成分的不育系的提纯去杂。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
[0006]一种水稻隐性雄性不育系的繁育方法，包括以下步骤：
[0007]S1：将水稻隐性雄性育性恢复元件、花粉致死元件、除草剂A抗性筛选元件和除草剂B敏感性筛选元件构建四元转基因元件连锁表达载体；
[0008]S2：将S1得到的四元转基因元件连锁表达载体转化入对应水稻隐性雄性不育材料中，获得保持繁殖两用系；
[0009]S3：将S2得到的保持繁殖两用系自交结实，其自交后代中包括不含所述四元转基因元件的不育系和含有所述四元转基因元件的保持繁殖两用系；
[0010]S4：将S3得到的保持繁殖两用系自交结实种子采用对应类型除草剂进行筛选，去除其中的保持繁殖两用系或不育系，从而对不育系或保持繁殖两用系进行去杂提纯。
[0011]进一步的，所述除草剂A抗性元件由启动子、除草剂抗性筛选标记基因编码区及终止子依序可正常工作的相连；所述除草剂B敏感性筛选元件由启动子、除草剂显性敏感构建及终止子依序可正常工作的相连。
[0012]进一步的，所述除草剂抗性筛选标记基因为BAR，对应除草剂类型为草铵膦类除草
剂，所述草铵膦类除草剂包括草丁膦(Glufosinate ammonium)、4
‑
[羟基(甲基)膦酰基]‑
DL
‑
高丙氨酸和2
‑
氨基
‑4‑
[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵的任意一种或几种；来源于细菌的BAR基因赋予水稻对草铵膦类除草剂抗性；
[0013]进一步的，所述除草剂显性敏感构建基于RNAi沉默技术的RNAi沉默元件；
[0014]所述RNAi沉默元件由水稻内源除草剂抗性基因OsHIS1的CDS序列和其反向互补序列以及PDK intron序列通过同源重组反应一起连入RNAi沉默载体pKannibal后得到；所述CDS序列如SEQ ID NO.5所示；所述反向互补序列如SEQ ID NO.6所示；
[0015]所述水稻内源除草剂抗性基因OsHIS1对应类型除草剂为β
‑
三酮类除草剂(β
‑
Triketone herbicides)，所述β三酮类除草剂包括磺草酮(Sulcotrione)、呋喃磺草酮(Tefuryltrione)、甲基磺草酮(Mesotrione)、双环磺草酮(Benzobicyclon)和环磺酮(Tembotrione)中的任意一种或几种；水稻内源除草剂抗性基因OsHIS1的功能缺陷或下降，会使水稻对β
‑
三酮类除草剂敏感，但不会对水稻正常生长造成影响。
[0016]进一步的，所述S1水稻隐性雄性育性恢复元件由水稻隐性雄性育性恢复基因的启动子、基因编码区和终止子依序可正常工作的相连；
[0017]所述水稻雄性育性恢复基因为OsSTRL2，基因序列如SEQ ID NO.1。
[0018]进一步的，所述S2四元转基因元件连锁表达载体通过农杆菌介导转入具有除草剂B抗性的水稻隐性雄性不育系中。
[0019]进一步的，所述S3保持繁殖两用系自交后代中含有所述四元转基因元件的保持繁殖两用系和不含所述四元转基因元件的不育系数量各占一半。
[0020]进一步的，所述S4保持繁殖两用系自交后代中筛选含有所述四元转基因元件的保持繁殖两用系或不含所述四元转基因元件的不育系的方式具体包括：
[0021]采用对应类型除草剂对所述保持繁殖两用系自交后代种子进行包衣、在所述保持繁殖两用系自交后代种子浸种催芽过程中添加对应类型除草剂或在所述保持繁殖两用系自交后代种子播种、种植后进行田间喷施对应类型除草剂。
[0022]本专利技术的技术方案的原理如下：
[0023]将水稻隐性雄性育性恢复元件、花粉致死元件、除草剂A抗性筛选元件和除草剂B敏感性筛选元件四个紧密连锁的四元转基因元件转入具有除草剂B抗性的水稻隐性雄性不育系得到携带单拷贝四元转基因元件的保持繁殖两用系杂合单株，携带单拷贝四元转基因元件的保持繁殖两用系杂合单株在自交结实过程中，含有四元转基因元件的花粉因花粉致死元件的作用使其败育而不能参与受精过程，而不含四元转基因元件的花粉与雌配子(含有四元转基因元件和不含有四元转基因元件的雌配子数目各占一半)正常受精结实产生种子，得到含有四元转基因元件的保持繁殖两用系和不含有四元转基因元件的不育系后代。
[0024]由于含有四元转基因元件的保持繁殖两用系中含有除草剂A抗性筛选元件而获得了除草剂A抗性，而不含有四元转基因元件的不育系则没有获得除草剂A抗性，因此可以通过施用除草剂A进行筛选，去除不具有除草剂A抗性的不育系，提纯具有除草剂A抗性的保持繁殖两用系。由于含有四元转基因元件的保持繁殖两用系中含有除草剂B敏感性筛选元件而丧失了对除草剂B的抗性，而不含有四元转基因元件的不育系则保留了对除草剂B的抗性，因此可以通过通过施用除草剂B进行筛选，去除丧失了除草剂B抗性的保持繁殖两用系，提纯具有除草剂B抗性的不育系。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术在原有第三代杂交水稻育种技术的三元载体基础上，将荧光筛选元件替换为除草剂A抗性筛选元件，并增加一个除草剂B敏感性筛选元件，形成四元转基因元件连锁表达载体转化水稻隐性雄性不育系，通过施用对应类型除草剂，杀死或去除不具有对应类型除草剂抗性的保持繁殖两用系或不育本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻隐性雄性不育系的繁育方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将水稻隐性雄性育性恢复元件、花粉致死元件、除草剂A抗性筛选元件和除草剂B敏感性筛选元件构建四元转基因元件连锁表达载体；S2：将S1得到的四元转基因元件连锁表达载体转化入对应水稻隐性雄性不育材料中，获得保持繁殖两用系；S3：将S2得到的保持繁殖两用系自交结实，其自交后代中包括不含所述四元转基因元件的不育系和含有所述四元转基因元件的保持繁殖两用系；S4：将S3得到的保持繁殖两用系自交结实种子采用对应类型除草剂进行筛选，去除其中的保持繁殖两用系或不育系，从而对不育系或保持繁殖两用系进行去杂提纯。2.如权利要求1所述的水稻隐性雄性不育系的繁育方法，其特征在于：所述除草剂A抗性元件由启动子、除草剂抗性筛选标记基因编码区及终止子依序可正常工作的相连；所述除草剂B敏感性筛选元件由启动子、除草剂显性敏感构建及终止子依序可正常工作的相连。3.如权利要求2所述的水稻隐性雄性不育系的繁育方法，其特征在于：所述除草剂抗性筛选标记基因编码区为BAR，对应除草剂类型为草铵膦类除草剂，所述草铵膦类除草剂包括草丁膦(Glufosinate ammonium)、4
‑
[羟基(甲基)膦酰基]
‑
DL
‑
高丙氨酸和2
‑
氨基
‑4‑
[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵的任意一种或几种；来源于细菌的BAR基因赋予水稻对草铵膦类除草剂抗性。4.如权利要求2所述的水稻隐性雄性不育系的繁育方法，其特征在于：所述除草剂显性敏感构建基于RNAi沉默技术的RNAi沉默元件。5.如权利要求4所述的水稻隐性雄性不育系的繁育方法，其特征在于：所述RNAi沉默元件由水稻内源除草剂抗性基因OsHIS1的CDS序列和其反向互补序列以及PDK intron序列通过同...

【专利技术属性】
技术研发人员：李双成，邹挺，李平，邓其明，王世全，梁越洋，朱军，王玲霞，刘怀年，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：