本发明涉及农业生物,具体涉及小麦温敏雄性不育基因tatms1及其应用、培养雄性不育小麦的方法。
背景技术:
1、现已经培育出一批农艺性状优良、育性转换彻底的光温敏雄性不育系。
2、针对小麦光温敏雄性不育现象,研究人员从遗传育种、生态生理、基因定位、雄性不育基因挖掘及遗传机理解析等方面开展了广泛的研究并取得具有重大学术价值和实践意义的研究成果。然而,目前二系杂交小麦的理论研究滞后于应用研究的局面,已成为限制我国二系杂交小麦应用重大突破的瓶颈。因而,在加强小麦优良光温敏雄性不育系选育的同时,急需从生物学不同层面进行雄蕊败育机制及相关基因克隆的研究,为解析光温敏不育遗传机理和生物学内涵提供理论依据。
3、光温敏雄性核不育系是一种受光温调控的生态遗传类型,其育性不仅受遗传因素控制,还受外界光温因子影响,育性表现十分复杂。迄今为止对于小麦光温敏雄性不育遗传机制研究还十分薄弱,通过正向遗传学和反向遗传学途径获得的雄性不育相关基因也还停留在较大qtl区段或候选基因的层面上,远不能谈及育性功能基因的克隆与分子机理的揭晓。
技术实现思路
1、本发明以小麦温敏雄性不育系核心母本材料bs1453为试验材料,克隆了tatms1基因,通过基因编辑和遗传互补方法进行功能验证,证实tatms1对环境温度敏感的特性,能够使植物雄性育性具备温敏特征,预示着它在作物杂交育种以及产量提高方面的应用价值。
2、本发明的目的是提供小麦温敏雄性不育的基因tatms1。
3、本发明的再一目的是提供上述基因编码的蛋白。
4、本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。
5、本发明的另一目的提供上述植物小麦温敏雄性不育基因tatms1的应用。
6、本发明所提供的小麦温敏雄性不育基因tatms1,来源于温敏性不育系小麦bs1453,编码氨基酸序列如seq id no:1所示的蛋白质,seq id no:1包括111个氨基酸。
7、本发明的另一个目的是提供一种培育温度敏感小麦雄性不育方法。
8、seq id no:1:
9、masksasllilaalvaaaclaglgsaarsvpaekpaedavkrpdtfqegtvli pgigryelgthyipdiggldhsipaaasgqfipgaddtwvpnpgfevpnpfrprsesp
10、本发明所提供的小麦温敏雄性不育基因tatms1,其核苷酸序列如seq id no:2所示,tatms1开放阅读框(orf)长度为333bp。
11、seq id no:2:
12、atggccagcaagtcggcgtccctgctgatcctcgcggcgctggtggccgcggcgtgcctcgccgggctgggctcggcggcgcgcagcgtgccggcggagaagcccgcggaggacgcggtgaagcggccggacacgttccaggaggggacggtgctgatcccggggatcgggcggtacgagctgggcacccactacatcccggacatcggcgggctggaccacagcatcccggccgccgccagcgggcagttcatccccggcgccgacgacacctgggtgcccaacccgggcttcgaggtgcccaaccccttccgcccccgctccgagtccccc
13、根据本发明的培育雄性不育小麦的方法,所述方法包括沉默雄性小麦的小麦温敏雄性不育基因tatms1的步骤,所述小麦温敏雄性不育基因tatms1编码氨基酸序列如seq idno:1所示的蛋白质。
14、根据本发明的培育雄性不育小麦的方法,利用crispr/cas9方法编辑雄性不育小麦的小麦温敏雄性不育基因tatms1,所述小麦温敏雄性不育基因tatms1的sgrna1的序列为:
15、5’gcgggcagttcatccccggcgccgacgacacctgg3’。
16、利用温敏雄性不育系bs1453在高温(20℃)表现为雄性可育,低温(10℃)表现为雄性不育的特性,分析小麦tatms1在可育环境下和不育环境下的bs1453雄蕊中的表达差异,在bs1453中可育环境下s6-s9时期雄蕊高度表达,在不育环境下二分体时期雄蕊中表达明显降低,说明小麦tatms1参与了bs1453的花粉败育过程。
17、本发明以温敏性雄性不育小麦为实验材料,得到了温度敏感性雄性不育tatms1基因,在普通小麦中沉默tatms1,显著降低了小麦花粉育性,过量表达恢复温敏性不育系的育性,因此,tatms1基因转录表达具有对环境温度敏感的特性,能够使植物雄性育性具备温敏特征。本发明的温敏雄性不育基因相关蛋白及其编码基因对作物杂交育种以及提高产量、加速抗逆分子育种进程,以及世界粮食安全具有十分重要的理论和实际意义。
1.小麦温敏雄性不育基因tatms1,其特征在于,所述小麦温敏雄性不育基因tatms1编码氨基酸序列如seq id no:1所示的蛋白质。
2.根据权利要求1所述的小麦温敏雄性不育基因tatms1,其特征在于,所述基因的核苷酸序列如seq id no:2所示。
3.包括权利要求1所述温敏雄性不育基因tatms1的重组质粒。
4.一种培育雄性不育小麦的方法,其特征在于,所述方法包括沉默雄性小麦的小麦温敏雄性不育基因tatms1的步骤,所述小麦温敏雄性不育基因tatms1编码氨基酸序列如seqid no:1所示的蛋白质。
5.根据权利要求4所述的培育雄性不育小麦的方法,其特征在于,利用crispr/cas9方法编辑雄性不育小麦的小麦温敏雄性不育基因tatms1。
6.根据权利要求4所述的培育雄性不育小麦的方法,其特征在于,所述小麦温敏雄性不育基因tatms1的sgrna1的序列为:
7.权利要求1所述小麦温敏雄性不育基因tatms1的应用。