【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业生物技术及基因工程，尤其涉及含有pg47启动子的核雄性不育保持系的转育方法。
技术介绍
1、利用植物杂种优势可以显著地提高作物产量和品质。目前，杂种优势育种已经成为许多农作物的主要育种方法，并被广泛地应用于作物商业化育种。其中，作物雄性不育系的选育是杂种优势利用的关键步骤。
2、对于核雄性不育系的利用，最大难度是不育系种子的繁殖和其雄性不育性的保持，通过传统手段无法实现。最近，利用基因工程的方法，将核雄性不育对应的恢复基因、筛选标记基因和雄配子败育\致死基因紧密连锁成保持系元件转入核雄性不育系，创制其保持系，用于核雄性不育系的种子生产。基于花粉败育\致死基因的功能，所创制的核雄性不育保持系的转基因花粉不能成活，采用这样的不育保持系繁殖的不育系和父本配制的杂交组合中才不含遗传转化元件，属非转基因品种。该方法有效解决了核雄性不育系的繁殖和不育系保持问题，同时也解决了生产的不育系种子是涉及转基因的问题。
3、由于，核雄性不育保持系的转基因花粉败育或死亡，故无法将转基因花粉传出。因此，核雄性不育保持系在转育核雄性不育保持系元件或载体过程中只能作为母本，接受其他品种的花粉，而不能作为父本将核雄性不育保持系元件或载体授粉出去。
4、由于，核雄性不育保持系的转育自由受到限制，会使得核雄性不育保持系的细胞质单一性，并且也进一步造成了不育系资源的贫乏，导致不育系的细胞质的单一化。同时，由不育系创制得到的育种品种具有细胞质单一的脆弱性；故寻找一种核雄性不育保持系的转育方法，提高不育系遗传多样性非
技术实现思路
1、现有技术中，通过将育性恢复基因元件、雄配子败育元件/致死元件及种子色分选元件集成至一个遗传转化载体中，转入核雄性不育系中，创制核雄性不育系的保持系。
2、这样创制的核雄性不育保持系，含有两种类型的花粉，其中一种花粉由于含有上述遗传转化载体，也就是有雄配子败育元件/致死元件，但这种花粉最终会死亡，无法成熟；另一种不含遗传转化载体，是非转基因花粉，会正常生长。因此，最终形成的成熟花粉只有一种，即不含遗传转化载体的非转基因花粉。
3、因此，这样创制出来的核雄性不育保持系，虽然满足不育系育种的要求，但保持系只能作为母本与其它育种材料杂交，则所选育的保持系均具有相同的细胞质(线粒体和叶绿体)基因组，会在保持系中形成细胞质遗传单一化的局面。杂交作物细胞质单一化既存在诱发病害爆发的风险，也限制了农作物品种长期选育效果。
4、目前隐性核雄性不育保持系，无法替换细胞质，也没有替换隐性核雄性不育保持系细胞质的相关报道，包括三系不育系的细胞质也极难替换。本专利技术的目的是提供一种含有pg47启动子的核雄性不育保持系的转育方法，实现置换核雄性不育保持系细胞质的目的。
5、第一方面，本专利技术提供一种核雄性不育保持系的转育系统(以下简称为gati系统)，所述转育系统包括：雄配子败育元件/致死元件基因的启动子功能抑制元件、功能抑制标记报告元件和筛选标记元件；所述启动子功能抑制元件用于抑制或部分抑制雄配子败育元件/致死元件的功能；所述雄配子败育元件/致死元件的启动子为pg47。
6、本专利技术所提供的转育系统，针对核雄性不育保持系中的雄配子败育元件/致死元件的pg47启动子序列，设计其功能抑制元件，用于抑制启动子功能，从而降低或消除其下游败育/致死基因的功能，使含有雄配子败育元件/致死元件的花粉不完全败育或死亡，从而使核雄性不育保持系可以产生携带转基因(核雄性不育保持系元件或载体)的花粉，并作为父本传粉至其他材料，从而实现置换核雄性不育保持系和不育系细胞质的目的。
7、在gati系统中与雄配子败育元件/致死元件基因的启动子功能抑制元件连锁的抑制标记报告元件，作为功能抑制元件的报告基因，用于显示和分选含有功能抑制元件的种子或植株；筛选标记元件，用于遗传转化筛选和区分及gati种子或植株。
8、在本专利技术所提供的转育系统中，使用启动子功能抑制元件抑制或部分抑制核雄性不育保持系中启动子pg47功能，从而降低或消除雄配子败育元件/致死元件功能的方法，包括：
9、1)利用rnai、amirna、sirna、asrna或crispri抑制或降低pg47启动子的功能；
10、2)通过与pg47启动子结合、化学修饰、或特异性降解而抑制pg47启动子功能。
11、申请号：202210323819.6所记载的内容均作为本专利技术的内容，本专利技术所提供的转育系统中，功能抑制标记报告元件及筛选标记元件的设计，以及可选择的功能抑制技术均已在中国专利(申请号：202210323819.6)中记载。
12、本专利技术提供的转育系统，针对利用pg47作为启动子的雄配子败育元件/致死元件的核雄性不育保持系统，本专利技术提供的转育系统，包括但不限于在gat技术中应用。(gat技术的具体信息，见申请号为202010378962.6、202010379287.9、202010378963.0、2021113336788的中国专利)。
13、以下利用gat核雄性不育保持系作替代说明，但本专利技术并不仅适用于gat代表的核雄性不育保持系统，还可用于其他类型的核雄性不育系统，本专利技术提供的转育系统，含有pg47启动子的功能抑制元件、功能抑制标记报告元件和筛选标记元件的载体、植株或种子材料简称为gati载体、gati植株或gati种子材料。
14、第二方面，本专利技术提供一种核雄性不育保持系的转育方法，包括：
15、(1)将上述转育系统转入材料a中，获得第一植株；第一植株也称为gati植株；
16、(2)将步骤(1)中得到的第一植株作为父本，核雄性不育保持系材料b作为母本杂交，获得第二植株；所述第二植株包括f1代及f1代自交或杂交后代中仍含有核雄性不育保持系位点和转育系统位点的材料；
17、(3)将第二植株作为父本授粉至其他植物材料中，获得与核雄性不育保持系材料b细胞质不同的核雄性不育保持系。
18、在本专利技术所提供的转育方法中，所述第一植株中含有基因功能抑制元件用于抑制或部分抑制pg47启动子的功能。
19、优选的，基因功能抑制元件包括利用rnai、amirna、sirna、asrna或crispri，对核雄性不育保持系中的雄配子败育元件/致死元件的启动子pg47的功能进行抑制，从而降低或消除雄配子败育元件/致死元件功能的方法；
20、更优选地，所述基因功能抑制元件由启动子-茎环结构-终止子，或由启动子-反义编码序列-终止子，或由启动子-dcas9-终止子、pg47启动子的靶标结合序列构成。
21、在本专利技术所提供的转育方法中，所述功能抑制标记报告元件与核雄性不育保持系中的色选标记基因不同，所述功能抑制标记报告元件用于区分不同功能的种子。优选地，功能抑制标记报告元件为gus、gfp、yfp、bfp、cfp、rfp或通过种子颜色或形状区分基因功本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种核雄性不育保持系的转育系统，其特征在于，所述转育系统包括：雄配子败育元件/致死元件的启动子功能抑制元件、功能抑制标记报告元件和筛选标记元件；所述启动子功能抑制元件用于抑制或部分抑制雄配子败育元件/致死元件的功能；所述雄配子败育元件/致死基因的启动子为PG47。
2.根据权利要求1所述的转育系统，其特征在于，使用启动子功能抑制元件抑制或部分抑制PG47启动子功能的方法，包括：
3.核雄性不育保持系的转育方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的转育方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的转育方法，其特征在于，
6.根据权利要求3-5任一项所述的转育方法，其特征在于，
7.一种提高核雄性不育保持系细胞质遗传多样性的方法，其特征在于，以第一植株作为父本与初始核雄性不育保持系材料进行杂交，获得第二植株，所述第二植株的种子经自交、回交或与其他材料杂交，获得目标植株；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标植株为选育得到的
10.一种植物表达载体GATi，其特征在于，含有由SEQ ID No.1-3所示的DNA片段所形成的发卡结构或其核苷酸序列如SEQ ID No.4所示，所述植物表达载体GATi用于抑制权利要求7-9任一项所述方法中核雄性不育保持系位点G中的PG47启动子的功能。
...【技术特征摘要】
1.一种核雄性不育保持系的转育系统，其特征在于，所述转育系统包括：雄配子败育元件/致死元件的启动子功能抑制元件、功能抑制标记报告元件和筛选标记元件；所述启动子功能抑制元件用于抑制或部分抑制雄配子败育元件/致死元件的功能；所述雄配子败育元件/致死基因的启动子为pg47。
2.根据权利要求1所述的转育系统，其特征在于，使用启动子功能抑制元件抑制或部分抑制pg47启动子功能的方法，包括：
3.核雄性不育保持系的转育方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的转育方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的转育方法，其特征在于，
6.根据权利要求3-5任一项所述的转育方法，其特征在于，
7.一种提高核雄性不育保持系细胞质遗传多样性的方法，其特征在于，以第一植株作为父本与初始核雄性不育保...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵惠敏，欧阳超，安保光，赵光苗，李新鹏，吴永忠，黄培劲，
申请(专利权)人：海南波莲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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