[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及利用核质互作雄性不育型(CGMS)萝卜系植物 (Raphanus sativus 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，本发明涉及新型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。

背景技术

在植物培育领域，F₁代杂种育种已持续利用杂种优势。市场上的 大部分蔬菜种子都是F₁代杂交种子。F₁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(Raphanus sativus L.)一般采用自交不亲和生产F₁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F1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 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；Shivanna，K.R.和B.M.Johri.， Pollen sterility，in the angiosperm pollen，structure and function.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F1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F1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F1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。