【技术实现步骤摘要】
本申请属于生物，具体涉及一种构建大豆染色体丢失诱导系的方法及在大豆中诱导单倍体或非整倍体的方法。
技术介绍
1、大豆是一种重要的双子叶植物作物，在农作物中占据着十分重要的地位，大豆是重要的粮油饲兼用作物，但自给率较低。通过单倍体诱导进行的单倍体加倍育种技术（doubled haploid breeding）是近年来兴起的一种革命性纯系育种方法，只需要两代即可得到纯合的dh系，而传统的自交方法需要6~8代才能产生纯系，因此，双单倍体育种技术可以大大缩短育种进程。
2、目前，单倍体诱导方法有体外组织培养、远缘杂交，单倍体系等。cenh3基因是着丝粒特异的组蛋白h3，是染色体组装着丝粒的重要组分。cenh3异常会影响着丝粒功能，进而影响动粒组装和染色体移动，使染色体在细胞分裂过程中丢失。通过基因编辑技术、突变体筛选、转基因回补或rnai得到的cenh3部分氨基酸改变、被敲除或表达量降低的株系能成为染色体丢失诱导系，使其在杂交或自交中诱导自身染色体部分或完全染色体丢失，产生非整倍体或单倍体。其中，基于cenh3诱导产生非整倍体和单倍体的区别只是染色体丢失程度不同。
3、在拟南芥中，cenh3的n端被替换的株系gfp-tailswap在与不同生态型野生型杂交后自身染色体会部分或完全丢失，产生4~50%的非整倍体和5%~45%的单倍体。在拟南芥中，cenh3少数氨基酸发生改变也能诱导非整倍体和单倍体。在小麦中，通过基因编辑技术使tacenh3α-a的n端氨基酸改变但保留c端hfd完整，tacenh3α-b、tacen
4、但目前大豆中暂不存在染色体丢失的诱导系。
技术实现思路
1、基于此，本申请一实施例提供一种构建大豆染色体丢失诱导系的方法，通过该方法能够诱导大豆自身染色体丢失，产生非整倍体或单倍体。
2、本申请一方面提供一种构建大豆染色体丢失诱导系的方法，包括突变大豆中的gmcenh3基因及其启动子、降低gmcenh3 基因表达量或特异性降解gmcenh3蛋白，使其功能部分或完全缺失。
3、其中，所述gmcenh3基因及其启动子的核苷酸序列如seq id no.1所示，所述突变包括使gmcenh3基因及其启动子发生替换、缺失、插入、重复、倒位和易位中的一种或多种。
4、在其中一个实施例中，所述突变的方式包括采用基因编辑、诱变和染色体工程中的一种或两种。
5、在其中一个实施例中，所述诱变包括转座子诱变、ems和辐射诱变中的一种或多种。
6、在其中一个实施例中，所述基因编辑包括采用crispr/cas9、crispr/cpf1、crispr/cas12i/j、talen、zfn和将gmcenh3基因及其启动子敲除后进行回补中的一种或多种。
7、在其中一个实施例中，所述基因编辑采用crispr/cas9的方式。
8、在其中一个实施例中，所述crispr/cas9包括grna1与grna2，所述grna1的核苷酸序列如seq id no.2所示，所述grna2的核苷酸序列如seq id no.3所示。
9、本申请另一方面提供一种在大豆中诱导单倍体或非整倍体的方法，包括将所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法制备得到的大豆染色体丢失诱导系作为父本或母本，与另外的母本或父本杂交，或者自交产生单倍体或非整倍体后代。
10、在其中一个实施例中，所述另外的母本或父本选自大豆野生型wm82或zh13。
11、本申请还提供通过所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法制备得到的大豆染色体丢失诱导系在用于产生新的单倍体或非整倍体诱导系的用途。
12、在其中一个实施例中，所述单倍体或非整倍体诱导系中的经修饰的gmcenh3基因及其启动子通过杂交转育的方法转到其它植物品系中，产生新的单倍体或非整倍体诱导系。
13、本申请另一方面提供一种靶向大豆gmcenh3基因及其启动子的grna，包括grna1或grna2，所述grna1核苷酸序列如seq id no.2所示，所述grna2核苷酸序列如seq id no.3所示。
14、本申请研究发现，在大豆中鉴定了一种单拷贝功能性cenh3，基于以上发现，本申请提供一种构建大豆染色体丢失诱导系的方法，包括突变大豆中的gmcenh3基因及其启动子，降低gmcenh3 mrna的表达量或特异性降解gmcenh3蛋白，突变包括使gmcenh3基因及其启动子发生替换、缺失、插入、重复、倒位和易位。其中，gmcenh3基因及其启动子的核苷酸序列如seq id no.1所示，由此方法能够诱导大豆自身染色体丢失，产生非整倍体或单倍体，为大豆非整倍体或单倍体诱导系统及着丝粒生物学的未来发展提供参考。
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1.一种构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，包括突变大豆中的GmCENH3基因及其启动子、降低GmCENH3 基因表达量或特异性降解GmCENH3蛋白，使其功能部分或完全缺失；
2.根据权利要求1所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述突变的方式包括采用基因编辑、诱变和染色体工程中的一种或两种；
3.根据权利要求2所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述基因编辑包括采用CRISPR/Cas9、CRISPR/Cpf1、CRISPR/Cas12i/j、TALEN、ZFN和将GmCENH3基因及其启动子敲除后进行回补中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述基因编辑采用CRISPR/Cas9的方式。
5.根据权利要求4所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述CRISPR/Cas9包括gRNA1与gRNA2，所述gRNA1的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，所述gRNA2的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
6.一种在大
7.根据权利要求6所述的在大豆中诱导单倍体或非整倍体的方法，其特征在于，所述另外的母本或父本选自大豆野生型Wm82或ZH13。
8.通过权利要求1~5中任一项所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法制备得到的大豆染色体丢失诱导系在用于产生新的单倍体或非整倍体诱导系的用途。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，所述单倍体或非整倍体诱导系中的经修饰的GmCENH3基因及其启动子通过杂交转育的方法转到其它植物品系中，产生新的单倍体或非整倍体诱导系。
10.一种靶向大豆GmCENH3基因及其启动子的gRNA，其特征在于，包括gRNA1或gRNA2，所述gRNA1核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，所述gRNA2核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
...【技术特征摘要】
1.一种构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，包括突变大豆中的gmcenh3基因及其启动子、降低gmcenh3 基因表达量或特异性降解gmcenh3蛋白，使其功能部分或完全缺失；
2.根据权利要求1所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述突变的方式包括采用基因编辑、诱变和染色体工程中的一种或两种；
3.根据权利要求2所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述基因编辑包括采用crispr/cas9、crispr/cpf1、crispr/cas12i/j、talen、zfn和将gmcenh3基因及其启动子敲除后进行回补中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述基因编辑采用crispr/cas9的方式。
5.根据权利要求4所述的构建大豆染色体丢失诱导系的方法，其特征在于，所述crispr/cas9包括grna1与grna2，所述grna1的核苷酸序列如seq id no.2所示，所述grna2的核苷酸序列如seq id no...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨维才，李红菊，王静，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：
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