温度敏感性雄性不育植物的制造方法技术

目的是鉴定“PL12”中的与温度敏感性雄性不育性状有关的责任基因，提供以该基因作为靶标的条件型雄性不育植物的制造方法，进行“PL12”和其原品种的全基因组序列分析，将两者进行了比较。其结果表明，“PL12”第7染色体上有约150kb的缺失。然后，对于该区域，通过基因组编辑制制成6种部分缺失系统，以各系统中的温度敏感性雄性不育性状的有无为指标，将存在责任突变的范围成功地压缩到约10kb。进而，制成通过基因组编辑法将位于该区域的2个基因的功能分别破坏后的系统，结果能够鉴定出与温度敏感性雄性不育性状有关的责任基因。另外确认了，抑制该基因的功能，与所述稻同样地，对拟南芥和番茄也能够赋予所述性状。芥和番茄也能够赋予所述性状。芥和番茄也能够赋予所述性状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】温度敏感性雄性不育植物的制造方法


[0001]本专利技术涉及温度敏感性雄性不育植物的制造方法、和由此获得的该植物。另外，本专利技术涉及使用所述植物制造杂种种子的制造方法、和由此获得的该种子。

技术介绍

[0002]杂交种(杂种)中，可获得与亲本品种相比生长发育旺盛、收量、品质高这样的杂种优势(杂交优势)。进而，在能够利用病害抵抗性基因群等来积累有用的性状等方面，杂种育种的优点大。在蔬菜、花卉、玉米等中，一般被利用的几乎全部是杂种品种。另外，中国、美国的稻类作物中杂种品种也广泛普及。
[0003]但是，杂种品种由于是限于一代的品种，因此每次种子生产都需要大量的交配操作，现状是为了交配所花费的劳动力和时间、成本成了瓶颈。一般来说作物的品种间的交配需要将一个品种制成缺损花粉的状态，使其附着另一品种的花粉。现状是为了使花粉缺损，基本采取以下的任一方法：手工操作摘去雄蕊(去雄操作)；或者事先培育出特殊的雄性不育系统。例如，在番茄、茄子等中没有雄性不育系统，因而在杂种种子生产中进行通过手工操作的去雄交配。如果能够利用雄性不育系统，则可以期待削减去雄操作。
[0004]利用了雄性不育系统的杂种种子的主要生产法被称为三系法，需要作为父本的育性恢复系统、成为母本的雄性不育系统、和其维持系统3个系统(参照图1)。对所使用的优良品种，雄性不育、和用于使其具有抵消雄性不育的育性恢复的性状的特别的育种是必要的，不仅繁琐而且也花时间。不仅如此，能够利用的细胞质雄性不育因子和与其配合的育性恢复因子仅有有限的组合，因为需要通过交配育种导入这些因子，所以花费劳动力和时间。进而，成为利用广泛的遗传资源的妨碍。
[0005]于是，为了仅用2个系统制作杂种种子(为了进行二系法)，主要研究了如图2所示那样的条件雄性不育系统的利用、转基因系统的利用等(专利文献1～3、非专利文献1～3)。
[0006]例如，仅在特定的环境条件下变成雄性不育的系统中，有温度敏感性雄性不育。其能够通过温度条件来控制形成正常的花粉而结实的状态，还是形成由于花粉形成不全而变成雄性不育的状态。因此，仅通过温度条件就能够简便地切换自交和异交，具有系统的维持与杂交种的育成两方在一个系统中进行这样的大优点。进而，如果能够高准确度地控制花粉形成，则扩展到可能实现利用蜂等传粉昆虫的交配等，可期待采种的进一步效率化。因此，要求能够在广泛的作物种中建立温度敏感性雄性不育系统，简便且短时期地进行杂种育种的方法。
[0007]作为这样的温度敏感性雄性不育系统，在稻中报告了图3所示的、以
“レイメイ”
作为原品种的“水稻中间母本农12号”(PL12)，并被利用(专利文献1、非专利文献1)。然而，参与该突变体的表型的责任基因尚未被鉴定。因此，在
“レイメイ”
以外的品种、稻以外的植物种中制作该温度敏感性雄性不育系统、进而进行二系法制作杂种种子是困难的。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开平02
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207722号公报
[0011]专利文献2：日本特表2017
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535294号公报
[0012]专利文献3：日本特表2018
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535672号公报
[0013]非专利文献
[0014]非专利文献1：Yamaguchi et al.1997,Breeding Science,vol.47,371
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373
[0015]非专利文献2：Chueasiri et al.2014,PLOS ONE,vol.9(9),e106386
[0016]非专利文献3：Pitnjam et al.2008,Planta,vol.228,813
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822

技术实现思路

[0017]专利技术要解决的课题
[0018]本专利技术是鉴于上述课题而做出的，目的是鉴定“PL12”中的与温度敏感性雄性不育性状有关的责任基因，提供以该基因作为靶标的条件型雄性不育植物的制造方法。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]本专利技术者们为了实现上述目的，首先进行了精细定位。但是，不能比第7染色体的54cM附近的约1.8Mb进一步缩窄范围。于是，进行了原品种
“レイメイ”
与“PL12”的全基因组序列分析，将两者进行了比较。其结果判明了，在“PL12”的所述约1.8Mb的区域中有约150kb的缺失。
[0021]接着，如图4所示，将约150kb的缺失区域大致3等分，通过基因组编辑法制成使这3个区域分别缺失的系统。其结果得知其中1个显示与“PL12”同样的表型，候选区域被缩小。进一步同样地，将所述候选区域分3份，制成使3个区域分别缺失的系统，成功地将存在责任突变的范围压缩到约10kb。
[0022]然后，根据数据库的信息，预想这10kb的区域中存在2个基因(图4所示的ORF1和ORF2)，因而通过基因组编辑分别破坏了各个基因功能。其结果终于表明，通过ORF1的缺失，从而发挥温度敏感性雄性不育的性状，因而该基因是“PL12”中的与温度敏感性雄性不育性状有关的责任基因(以下也称为“温度敏感性雄性不育基因”)。
[0023]进而，通过基因组编辑抑制了该基因的功能，结果发现，在作为双子叶植物的拟南芥和番茄中也得到同样的温度敏感性雄性不育的性状，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术是提供以下内容的专利技术。
[0024]即，本专利技术涉及温度敏感性雄性不育植物的制造方法、和由此得到的该植物。另外，本专利技术提供利用所述植物的杂种种子的制造方法、和由此得到的该种子，更具体地提供以下＜1＞～＜4＞。
[0025]＜1＞温度敏感性雄性不育植物的制造方法，
[0026]该方法包括人工地抑制植物的、选自由下述(a)～(d)组成的组中的至少一种基因的功能的工序，
[0027](a)编码由序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列组成的蛋白质的基因
[0028](b)编码由在序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列中替换、缺失、添加和/或插入了1个或多个氨基酸的氨基酸序列组成的蛋白质的基因
[0029](c)编码与序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列具有60％以上的同源性的氨基酸序列的基因
[0030](d)包含与由编码序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列的核苷酸序列组成的DNA在严格条件下杂交的DNA的基因。
[0031]＜2＞温度敏感性雄性不育植物，其中，选自由下述(a)～(d)组成的组中的至少一种基因的功能被人工地抑制，
[0032](a)编码由序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列组成的蛋白质的基因
[0033](b)编码由在序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列中替换、缺失、添加和/或插入了1个或多个氨基酸的氨基酸序列组成的蛋白质的基因
[0034](c)编码与序列号1～22中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.温度敏感性雄性不育植物的制造方法，该方法包括人工地抑制植物的、选自由下述(a)～(d)组成的组中的至少一种基因的功能的工序，(a)编码由序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列组成的蛋白质的基因(b)编码由在序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列中替换、缺失、添加和/或插入了1个或多个氨基酸的氨基酸序列组成的蛋白质的基因(c)编码与序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列具有60％以上的同源性的氨基酸序列的基因(d)包含与由编码序列号1～22中的任一项所记载的氨基酸序列的核苷酸序列组成的DNA在严格条件下杂交的DNA的基因。2.温度敏感性雄性不育植物，其中，选自由下述(a)～(d)组成的组中的至少一种基因的功能被人工地抑制，(a)编码由序列号1～22中的任一项所记载...

【专利技术属性】
技术研发人员：川岸万纪子，佐佐木健太郎，布目司，
申请(专利权)人：国立研究开发法人农业，
类型：发明
国别省市：