利用新型核质互作雄性不育型萝卜系植物以及选育该植物的ＤＮＡ标记生产杂交种子的方法技术

本发明专利技术涉及采用新型核质互作不育型（ＣＧＭＳ）萝卜系植物和用于选育所述植物的ＤＮＡ标记，更准确地，采用新型ＣＧＭＳ（Ｄ－ＣＧＭＳ）萝卜系植物生产杂交种子的方法，本发明专利技术还涉及采用上述植物、基于叶绿体ＤＮＡ的标记、基于线粒体ＤＮＡ的ＳＮＰ标记生产杂交种子的方法，其中所述用于选育Ｄ－ＣＧＭＳ萝卜系植物的基于叶绿体ＤＮＡ的标记具有ＳＥＱ．ＩＤ．ＮＯ：５所示的核苷酸序列，选育，所述用于选育Ｄ－ＣＧＭＳ萝卜系植物的基于线粒体ＤＮＡ的ＳＮＰ（单核苷酸多态性）标记位于ＳＥＱ．ＩＤ．ＮＯ：１２所示核苷酸序列的第１７１位核苷酸选育。本发明专利技术的Ｄ－ＣＧＭＳ萝卜系植物，由于其雄性不育的高稳定性，可有效地用于生产杂交种子。用于选育Ｄ－ＣＧＭＳ萝卜系植物的基于叶绿体ＤＮＡ的标记和基于线粒体ＤＮＡ的ＳＮＰ标记，在育种过程中可有效地选育Ｄ－ＣＧＭＳ萝卜系植物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用核质互作雄性不育型(CGMS)萝卜系植物 (i ap/ww船sam line plant)以及用于选育该植物的DNA标记生产 杂交种子的方法，具体的说，本专利技术涉及新型CGMS (D-CGMS)萝 卜系植物，利用该萝卜系植物，选育D-CGMS萝卜系植物的叶绿体 DNA标记，其具有SEQ. ID. NO: 5所示的核苷酸序列，以及选育 D-CGMS萝卜系植物的基于线粒体DNA的单核苷酸多态性(SNP ) 标记，其中SNP标记位于SEQ. ID.NO: 12所示核苷酸序列的第171 残基，生产杂交种子的方法。
技术介绍
在植物培育领域，Fi代杂种育种已持续利用杂种优势。巿场上的 大部分蔬菜种子都是F,代杂交种子。F!代杂交种子的制种方法可以 下述方法为例人工杂交、自交不亲和、雌雄蕊异熟、雄性不育和种 间杂交等。但是，除了基于雄性不育的方法，这些方法不仅需要投入 很长的时间和巨大的精力，还难于保持种子的纯度和保证经济效益， 因此，持续进行各种研究以开发雄性不育资源并以此育种。萝卜系(i a户/2am^ s油'vw L.) —般釆用自交不亲和生产Ft代杂 交种子。但是，利用自交不亲和的方法受限于减少自交授粉(污染) 种子。即使自交不亲和被良好控制的母本也不能免于末期授粉导致的 自交授粉(污染)。如果Fl代杂交种子中包括自交授粉(污染)种子， 种子的纯度会降低，而且供应者和顾客之间，伴随着索赔的关于种子 的纠纷将会增加。雄性不育表明是由于雄性器官，如花粉、花药和雄蕊的异常导致4的不育，在各种植物中都可以观察到。这种不育是自然或人工地通过 自然突变、种间/属间杂交或突变处理等获得的。雄性不育的诱导机 制可分为两类 一类是基因的作用，另一类是环境的作用。用于育种 的雄性不育大部分通过基因原因诱导。基因诱导雄性不育可分为三种核雄性不育(GMS)，胞质雄性不育(CMS)和核质互作雄性不 育(CGMS)。 CMS和CGMS都归因于胞质中的线粒体的雄性功能 不良，并根据是否存在核育性恢复基因相互区别(Rundfeldt， J. , Z. Pflanzenzuchtung, I960, 44: 30-62; Shiva腿，K. R.和B. M. Johri ., Pollen sterility, in the angiosperm pollen, structure and fimction. 1985. Wiley Eastern Ltd. New Delhi)。核雄性不育(GMS)以隐性遗传传递，这意味着包含纯合隐性 基因的对象不育。因此，当通过GMS生产Fl代杂交种子，获得的 种子中只有50%是不育的。因此，为维持和生产雄性不育系，各对象 必须开花，也必须保证产生花粉，这需要较高的成本和精力。胞质雄 性不育(CMS)和核质互作雄性不育(CGMS)的特点是都为母本遗 传，主要由于胞质中的线粒体的雄性功能不良，使花粉异常，从而产 生育性缺失。由于CMS不包含育性恢复基因，因此无论与育性配子如何杂交， 下一代都全部不育(100%)。 CMS的优势在于可以保持这种雄性不 育，但劣势在于由于没有雄性不育的恢复机制，在利用种子生产的植 物，如油菜的商业应用方面受限，只限于用叶和根生产的植物。当 CGMS与不包含雄性不育恢复基因的雄性育性配子杂交时，100%的 后代是雄性不育的；当CGMS与包含雄性不育恢复纯合优势基因的 雄性育性配子杂交时，100%的后代是雄性可育的。因此，为产生叶 和根繁殖的植物的Fl代种子，可通过与不包含不育恢复基因的种系 杂交来实现CGMS的保持和增殖。为生产利用种子繁育的植物，如 油菜的Fl代种子，应通过原生质体融合或种间杂交引入育性恢复基因，并利用这种植物生产F1代杂交种子。来自这种植物的F1代杂交制种只可能在具有育性恢复机制的CGMS系植物，不能在CMS系植 物提供可用的种子。雄性不育萝卜系目前已知的有NWB-CMS ( W邵/^ms var NWB )， Ogura-CGMS (i a/ /zww加》m var Ogum)和Kosena-CGMS(i op/wtw ^vw cv Kosena)等。已经知道NWB-CMS是纯胞质因 素引起的，其育性恢复基因资源还没有公开(韩国专利号No. 0399333， Nahm等，Theor. Appl Genet. Ill: 1191-1200， 2005);同时， Ogura-CGMS和Kosena-CGMS是核质互作雄性不育，其不仅受实际 的胞质因素，也受核因素的影响。Ogura-CGMS和Kosena-CGMS是已知的由胞质的线粒体DNA 生成新ORP而引起的，据推测，在其细胞核中具有育性恢复基因(Desloire S. et al.， EMBO report 4: 588-594， 2003 )。特别的，据报道， Ogura-CGMS和Kosena-CGMS的雄性不育诱导基因和育性恢复基因 的特性有很多相同之处，因此在其雄性不育机制方面也相似(Koizuka, et. al,， Theor. Appl. Genet. 100: 949-955, 2000; Koizuka et. al Plant J. 34: 407-415， 2003; Koizuka N， et. al.， Plant J. 34: 407-415， 2003; Koizuka N， et. al.， Theor. Appl. Genet. 100: 949-955， 2000)。由于其相对 稳定的雄性不育性，Ogura-CGMS已经广泛用于生产萝卜系的Fl代 杂交种子，特别是由于雄性育性恢复机制有利于生产Fl代杂交种子， 向油菜中引入Ogura-CGMS。因此，Ogura-CGMS是最优选的雄性不 育资源，但在保证雄性不育的种系上有困难，因此需要开发具有育性 恢复基因的雄性不育资源，以便于种系保持并具有较高的雄性不育诱 导率。该资源可有效生产萝卜系的F,代杂交种子，在提供种子产品 的植物诸如油菜中也可有效诱导出雄性不育。根据传统的育种方法，生态学标记已经用于选育目标种系，但这 种方法受限于有用的形态标记的数量，并受各种环境因素的制约。因此，在育种的目标表型中采用DNA标记进行分子育种方面，人们积极进行了各种研究。由于能使在早期传代中进行选育成为可能，并能够排除环境因素，保证表型分析的数量，DNA标记非常有用。因此，在很多植物中已经积极开发了DNA标记，作为新型的育种技术，DNA标记提高了选育效率。大部分用于诊断雄性不育的DNA标记都是基于具有大量遗传变异的线粒体DNA的分子标记。但是，线粒体基因组包含各种类型的亚基因组DNA,由于经常利用短重复序列进行重组和重排，具有非常复杂的结构(M. Bellaoui, et. al., Mol. Gen. Genet.257: 177-185， 1998; M. Arrieta-Montiel et. al Genetics, 158(2), 851-864:2001)，此外，线粒体基因组是由具有不同数量的不同基因结构组成的，因此在开发DNA标记时，有必要确认导致雄性不育或可育植物的基因组的数量。叶绿体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型核质互作不育型（ＣＧＭＳ）Ｄ－ＣＧＭＳ萝卜系植物，其包含ＳＥＱ．ＩＤ．ＮＯ：５所示的核苷酸序列，以及位于ＳＥＱ．ＩＤ．ＮＯ：１２所示核苷酸序列的第１７１核苷酸的Ｄ－ＣＧＭＳ特异性ＳＮＰ（单核苷酸多态性）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2007-4-6 10-2007-0033962;KR 2008-4-4 10-2008-001、一种新型核质互作不育型(CGMS)D-CGMS萝卜系植物，其包含SEQ.ID.NO5所示的核苷酸序列，以及位于SEQ.ID.NO12所示核苷酸序列的第171核苷酸的D-CGMS特异性SNP(单核苷酸多态性)。2、 根据权利要求1所述的D-CGMS萝卜系植物，其中位于SEQ. ID.NO: 12所示的核苷酸序列的第171核苷酸为鸟嘌呤。3、 根据权利要求1所述的D-CGMS萝卜系植物，其中所述 D-CGMS萝卜系植物由D-CGMS萝卜系愈伤组织(登录号 KCTC11101BP)诱导得到。4、 一种以登录号KCTC11101BP保藏的D-CGMS萝卜系愈伤组织。5、 一种生产具有核质互作不育型CGMS萝卜系植物杂交种子的 方法，其包括将权利要求1所述的D-CGMS萝卜系植物作为母本， 与雄性可育系植物进行杂交的步骤。6、 根据权利要求5所述的生产CGMS萝卜系杂交种子的方法， 其中所述雄性可育系植物选自不含D-CGMS萝卜系的育性恢复基因 的雄性可育系植物。7、 一种用于选育D-CGMS萝卜系植物的DNA标记，所述 D-CGMS萝卜系植物具有SEQ. ID.NO: 5所示的核苷酸序列，或具有 能够在严格条件下与含有SEQ. ID. NO: 5所示核苷酸序列的DNA杂 交的核苷酸序列。8、 一种用于扩增权利要求7所述的DNA标记的引物对。9、 根据权利要求8所述的引物对，其中所述引物对由SEQ. ID. NO: 3和SEQ. ID. NO: 4各自所示的核苷酸序列组成。10、 一种用于选育D-CGMS萝卜系植物的SNP标记...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永杓，成淳基，金成吉，安荣舜，金孝贞，林采完，
申请(专利权)人：株东部HITEK，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]