大豆的突变雄性不育基因制造技术

本发明专利技术公开了命名为ｍｓＭＯＳ的突变的雄性不育大豆系，其显示出在命名为“ｍｓＭＯＳ”的新基因座上的基因性雄性不育。雄性不育似乎是由于缺乏功能性愈创葡聚糖酶（ｃａｌｌａｓｅ）而导致的削弱的四分体退化所致。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
大豆的突变雄性不育基因的制作方法
技术介绍
本专利技术涉及含有突变的雄性不育基因的大豆(Glycine max)种子，大豆植物，大豆品种和大豆杂种。本专利技术进一步涉及生产杂种大豆种子和植物的方法。雄性不育是植物的一种状态，其中雄性配子体的功能被阻止了，但保留了雌性繁殖的潜力。根据遗传方式，有两种雄性不育的一般类型1)基因的或核雄性不育(gms)和2)细胞质雄性不育(cms)。雄性不育突变提供了植物育种，遗传学，繁殖生物学和分子生物学中研究的源物质。雄性不育已经用于大豆育种研究(Brim，C.A.等人，在大豆中应用遗传雄性不育再现选择方案，作物科学13528-530，1973；Lewers，K.S.，等人，杂种大豆种子生产三个方法的比较，作物科学(出版中)，1996)，但至今，雄性不育还没有用于杂种种子的商业生产，因为目前还不能生产大量的杂种种子。在过去二十年间，在大豆中已经报道了6个基因性雄性不育突变(ms1，ms2，ms3，ms4，ms5和ms6)(Palmer，R.G.等人，在大豆和玉米中的雄性不育发育比较，细胞核(Calcutta)351-18，1992)。所有这些均是以单基因隐性性状遗传的核突变。在大豆中还没有证实细胞质雄性不育。已经有人在许多作物种类育种程序中推荐了基因性雄性不育突变体(Horner，H.T.，等人，基因性雄性不育的机制，作物科学，351527-1535，1995)。杂种种子的控制生产是育种程序和遗传研究所必需的。最可行的方法应该利用雄性不育基因座和幼苗标记基因座之间的紧密的基因连锁。在大豆中，已知利用在雄性不育基因座和幼苗标记基因座(W1)之间的紧密的遗传连锁(Skorupska，H.，等人，ms6雄性不育大豆的遗传学和细胞学，J Hered.80403-410，1989)作为生产F1种子的共分离方法(Lewers，K.S.等人，出处同上)。与幼苗标记基因座连锁的其它大豆基因性雄性不育的鉴定将减少单个基因性雄性不育的大豆生产的遗传脆弱性。Marrewijk，G.A.M.V.，矮牵牛中的细胞质雄性不育I.参照特定的环境影响恢复可育性，Euphytica 181-20，1969，报道了将部分雄性不育系统的表型效果进行环境修饰。温度比任何其它环境因子具有更大的影响但是，水应力，光期，营养供应，激素应用也影响了雄性不育表型(Heslop-Harrison，J.，在开花植物中性表达的实验修饰，生物综述，3238-90，1957；Edwardson，J.R.，细胞质雄性不育，BotRev36341-420，1970)。在大豆中，温度影响了msp突变体(Stelly，D.M.，等人，大豆Glycine max(L.)Merr的部分雄性不育突变系msp表型变化的鉴定，Euphytica 29539-546，1980；和Carlson，D.R.，等人，温度对部分雄性不育大豆中雄性不育的表达的影响，作物科学，25646-648，1985)。雄性不育大豆突变体ms2和ms3导致四分体的退化，因为阻止了从包裹小孢子的愈创葡聚糖壁释放小孢子，这也是在其它非豆科物种中叙述的现象。例如，在cms矮牵牛花药中愈创葡聚糖没有在适当时间开裂导致了不育(Frankel，R.等人，在矮牵牛中愈创葡聚糖酶活性和细胞质雄性不育的时间性，生物化学遗传学3451-455，1969)。愈创葡聚糖的滞留似乎是阻止了发育代谢过程(愈创葡聚糖壁强加的物理压力)和在雄性细胞和花药室液体之间以及雄性细胞和周围组织之间的细胞间交流。已经在几个雄性不育系统中观察到愈创葡聚糖酶(callase)的不正常行为。前面的研究表明在绒毡层中合成了愈创葡聚糖酶，然后分泌进入花药室，并且降解围绕小孢子四分体的愈创葡聚糖壁。所以，绒毡层生产和释放愈创葡聚糖酶的时间似乎是正常花粉发育的关键(Eschrich，W.，Untersuchungen uber den Ab-und Aufbau der Callose，Z Bot 49153-218，1961；Frankel，R.，等人，Supra；Mepham，R.H.，等人，在Tradescantia bracteata中绒毡层周缘质团的形成和发育，原生质68446-452，1969；Izhar，S.，等人，在矮牵牛中的雄性不育的机制pH、花药中愈创葡聚糖酶的活性和小孢子发生的停止之间的关系，理论应用遗传学44104-108，1971；Stieglitz，H.，等人，在发育的百合花药中β-1，3-葡聚糖酶活性的调节，发育生物学34169-173，1973；Worrall，D.等人，小孢子母细胞愈创葡聚糖壁的熟前分解引起转基因烟草的雄性不育，植物细胞，4759-771，1992；和Tsuchiya，T，等人，内-1，3-葡聚糖酶基因的特异于绒毡层的表达引起转基因烟草中的雄性不育，植物细胞生理学36487-494，1995)。在雄性不育高粱(Warmke，H.E.等人，高粱中的细胞质雄性不育I.在可育和不育花药中的愈创葡聚糖行为，J.Hered 63103-108，1972)和在cms矮牵牛(Izhar，S.等人，出处同上)中观察到愈创葡聚糖的熟前分裂。Worrall，D.等人，出处同上和Tsuchiya，T.等人，出处同上，报道了愈创葡聚糖的熟前分裂引起转基因烟草中的雄性不育。在ms2(Graybosch，R.A.，等人，大豆(Glycerine max)中的雄性不育I.ms2突变体的表型表达，Am J Bot 721751-1764，1985)和ms3大豆(Buntman，D.J.等人，正常和雄性不育(ms3)突变大豆(Glycine max)的小孢子发生，扫描电子显微镜学1983913-922，1983)，在cms胡椒(Homer，H.T.Jr.等人，在amel-不育胡椒(Capsicum annuum L.)中小孢子发生的光学和电子显微镜研究的比较，Can J Bot 52435-441，1974)，在cms向日葵(Horner，H.T.Jr.，在雄性不育和细胞质雄性不育向日葵(Helianthusannuus L.)，中小孢子发生的光学和电子显微镜研究的比较，Am JBot64745-759，1977)报道了愈创葡聚糖的不降解或延迟降解。这些研究表明愈创葡聚糖酶活性的时间性是小孢子正常发育的关键。F1杂种大豆种子生产的主要障碍是大量的授粉需要大量的手工劳动。如果可以，在大豆中利用可靠的雄性不育基因可以增加雌性植物上的结种数，并且将导致费用效率的增加，和杂种大豆种子的产率。专利技术概述本专利技术涉及大豆种子，大豆植物，大豆品种以及产生大豆植物的方法。更具体地说，本专利技术涉及具有本专利技术的突变雄性不育基因的大豆植物。本专利技术进一步涉及通过将本专利技术的雄性不育植物与另一个大豆植物杂交生产杂种大豆种子和植物的方法。本专利技术也涉及将遗传雄性不育基因转移到其它遗传背景中。本专利技术的详细说明为了对用于说明书和权利要求书的一些术语进行理解，提供了下面的定义结种数一该术语指在植物成熟时在一株植物上种子的总数。利用本专利技术的新雄性不育雌性可育大豆突变体进行遗传和细胞学研究。这一突变体是完全的雄性不育，并且作为命名为msMOS的单个隐性基本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有命名为ｍｓＭＯＳ的雄性不育等位基因的ＤＮＡ遗传因子的大豆种子。

【技术特征摘要】
US 1997-10-9 08/947,9131.含有命名为msMOS的雄性不育等位基因的DNA遗传因子的大豆种子。2.根据权利要求1所述的大豆种子，其中所述的种子含有雄性不育的隐性等位基因。3.培养权利要求1的种子产生的大豆植物。4.权利要求3所述的植物的花粉。5.权利要求3所述的植物的胚珠。6.含有权利要求3所述的植物的可再生细胞的组织培养物。7.从权利要求3所述的植物的组织培养物再生的大豆植物。8.生产F1杂种大豆种子的方法，包括将第一个亲本大豆植物与第二个亲本大豆植物杂交，并且收获得到的F1杂种大豆种子，其中所述的第一个或第二个亲本大豆植物是权利要求3所述的大豆植物。9.根据权利要求8所述的方法，其中权利要求3所述的大豆植物是雌性植...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉H戴维斯，
申请(专利权)人：中西油料种子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]