一种水稻显性雄性不育基因SDGMS及其应用

本发明涉及植物显性雄性不育相关基因，特别涉及一个来源于水稻的与显性雄性不育相关的基因及其在创制显性雄性不育系中的应用。

背景技术：

1、水稻作为我国的主要粮食作物，对国家粮食安全至关重要。水稻品种(种子)是水稻生产的源头，其优劣关乎水稻产业的安全。如何拓宽水稻的遗传背景，创制不同背景的新材料是当务之急。轮回选择育种，通过聚合优良基因及性状，获得优异群体。

2、轮回选择是作物群体改良中一种提高了的混合选择方法，显性雄性核不育促进了该方法的应用。大量的有利基因导入显性雄性核不育材料构建异交选择群体，其杂交种用于构建轮回选择群体，后代分离出的可育株(含有利基因)可直接用于优异种质资源的选择。该方法有利于轮回选择群体内的异交，打破基因连锁，加快有利基因的重组聚合，提升育种效率，成功的典范如小麦的太谷显性雄性核不育基因的应用(邓景扬等，1980)。

3、水稻雄性不育材料的研究一直都广受关注，其中水稻隐性雄性不育的研究较为深入，而水稻显性雄性不育的研究报道较少，究其原因可能是水稻显性雄性不育资源较少。水稻显性雄性核不育作为中间材料可用于水稻轮回选择。水稻显性雄性核不育作为一种重要的雄性不育形式，对其不育基因的克隆和功能分析，不仅能解析水稻显性雄性核不育形成的遗传机理，进一步完善水稻雄性不育遗传机制，同时也为水稻显性雄性核不育的应用提供了基因资源和理论依据。无论从丰富水稻育性资源，还是提升育种效率，对水稻显性雄性核不育基因的研究都显得重要而迫切。

技术实现思路

1、本发明的目的在于从水稻中分离一个包含该功能蛋白基因sdgms完整编码区段的dna序列，利用这个基因创制显性雄性不育系，实现该基因在水稻轮回选择育种中的应用。

2、本发明的第一目的在于精细定位、克隆和应用一种具有创制显性雄性不育系的基因片段sdgms。其中，所述sdgms基因是下列核苷酸序列之一：

3、1)序列表seq id no:1所示的dna序列；或

4、2)seq id no:1所示的dna序列的编码区序列，其序列如序列表seq id no:2所示，seq id no:2所示序列用于对sdgms功能蛋白进行编码、seq id no:1所示的dna序列编码的蛋白质，其序列如序列表seq id no:3所示；或

5、3)1)和2)所包含的亚片段。

6、本发明的第二目的在于提供水稻显性雄性不育相关基因sdgms编码的蛋白，如seqid no:2所示的氨基酸序列。

7、本发明的第三目的在于提供显性雄性不育相关基因sdgms在培育水稻显性雄性不育系中的应用。

8、所述培育水稻显性雄性不育系可采用如下方法：

9、构建水稻显性雄性不育相关基因sdgms的超表达载体，并将其转化到水稻，筛选得到显性雄性不育的转基因水稻。

10、所述的超表达载体为ti类质粒载体，优选为super1300。

11、所述转化可采用农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法，优选农杆菌介导转化方法。

12、获得的显性雄性不育基因sdgms过表达株系，其花药表现为无花粉或花粉败育，不育株系雌蕊株头发育正常，能接受外来正常花粉受精结实，其他营养组织部位均能正常发育生长。

13、可使用包括本发明的基因的表达载体来转化的宿主可以为包括水稻在内的多种作物，用于培养相应作物的显性雄性不育系。

14、本发明基因是显性雄性不育的，因此，可将本发明的基因与花粉特异表达的启动子结合后连入合适的表达载体，并转化作物宿主，可以获得花粉特异表达(花粉败育)的显性雄性不育系，不育系其他营养组织部位与宿主差异不显著。

15、本发明为创制显性雄性不育水稻提供了一条重要途径。而借助显性雄性不育系能便于进行异交授粉，促进杂种优势的利用；显性雄性不育系可以促进轮回选择育种方法的应用，丰富选育后代的遗传多样性，解决目前品种单一性的问题，能提高水稻广适性，对粮食的安全生产具有重要意义。

16、seq id no:1

17、

18、

19、seq id no:2

20、

21、seq id no:3

22、madesersgmviddvggglnlpiivagkrkreltweekaltvldivgsqqhpacqpaerd

23、cslidsekdyssmagcqagehasifgidkngddsdepcakddakqsdvaplkeeenweld

24、sepeltwdekvvevlnivrrreiteynpkqfcsiptrfcayniaffdldkesklargppi

25、kslafpdywwemdsvnviaikvaesdvgypirvfgtvlardeydfrcvylfrrdrnnpqi

26、itspedtltltgpnralgaidkmyfefnlkirdgdvdkdfckgvrehnaicytkqpmtls

27、lesclsridfvyspvqlaveasvavkikgvvskfftgkvtawttgddqnkiilydseveg

28、rnrvlgadgsvdltrcfvavnlddelvlnvcvsegagsifelvlghndeecvleqgpyel

29、qvnvvwtaalkhrqrrklferigdfrvlr*

30、除了上述通过过表达显性雄性不育基因培育显性雄性不育系外，利用本发明中的基因sdgms调控的花药(花粉)导入到细胞、组织、植株等创制显性雄性不育系的方法均在本发明的权利要求内。

31、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

技术特征：

1.一种水稻显性雄性不育基因sdgms，其特征在于，所述sdgms基因提取自水稻，所述sdgms基因用于创制水稻显性雄性不育系。

2.如权利要求1所述的水稻sdgms基因，其特征在于，其核苷酸序列为下述中的至少一种：

3.如权利要求1所述的sdgms基因，其特征在于，所述水稻sdgms基因的序列是该基因的cdna序列或基因组dna序列，或者是与这些序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白的dna序列。

4.一种能够创制显性雄性不育系的sdgms基因，利用根据权利要求1所述的sdgms基因编码下述氨基酸序列(i)或(ii)所示的蛋白质：

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括：将所述水稻sdgms基因导入水稻细胞、组织或器官，再将导入了所述水稻sdgms基因的水稻细胞、组织或器官培育成植株，创制显性雄性不育的转基因水稻植株。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用包括：将所述水稻sdgms基因通过植物表达载体导入植物细胞、组织或器官中。

7.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述植物表达载体是super1300。

8.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用包括用所述水稻sdgms基因构建植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前加上一种组成型、组织特异型或诱导型启动子。

9.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用包括用所述水稻sdgms基因构建植物过表达载体时添加组织特异型启动子。

技术总结
本发明涉及植物不育相关基因，特别涉及一个来源于水稻、与显性雄性不育相关的基因及其编码蛋白在创制水稻显性雄性不育系中的应用。本发明提供了一种水稻显性雄性不育基因SDGMS及其应用。水稻显性雄性不育相关基因SDGMS可用于创制新显性雄性不育系，加强水稻杂种优势利用。水稻显性雄性不育相关基因SDGMS的超量表达转基因植株株系T0代就表现为花粉败育或无花粉，表明超量表达该基因的转基因植株能够获得新的不育材料。显性雄性不育系的创制能推动轮回选择育种方法的广泛应用,丰富新选育品种的遗传多样性,改善水稻品种单一化问题。该基因为水稻显性雄性不育系的创制及轮回育种方法的推广提供了一条重要途径。

技术研发人员：杨亚春,杨剑波,李浩,丁勇
受保护的技术使用者：安徽省农业科学院水稻研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13