[发明专利]确定雄性配子细胞的基因型

说明书

提供了用于对小孢子和/或花粉粒进行基因分型的方法和组成。所提供的方法包括使用减数分裂相关产物来非破坏性地确定所述减数分裂相关产物中的一种的基因型，使得其可以进一步使用。例如，提供了获得小孢子的基因型的方法。所述方法包括：分离四分体、分开四分体以获得四个四分体小孢子；对所述四个四分体小孢子中的三个进行基因分型，以及推断第四四分体小孢子的基因型。还提供了用于从小孢子生成双单倍体植物的方法，所述小孢子是基于所推断的基因型选择的以用于进一步分析。还提供了通过这些方法产生的活的基因分型花粉，以及种子、细胞、植物、种质、子代和由其衍生的植物部分。

技术领域

本发明总体上涉及植物育种和植物生物技术领域。

背景技术

花粉粒在花的花药中包含的小孢子囊中产生。在发育期间，每个花药形成两个一般的细胞(产生小孢子的生殖或造孢细胞，以及非生殖细胞)群。两个不同且连续的发育阶段导致成熟花粉粒(或小配子体)的产生；这些阶段被称为小孢子发生和小配子发生(microgametogenesis)。在小孢子发生期间，二倍体造孢细胞分化成花粉母细胞(或小孢子母细胞)，其然后通过减数分裂形成四个单倍体四分体小孢子。四分体小孢子包含于胼胝体壁中，胼胝体壁之后被一种称作胼胝酶(callase)的酶分解，将四分体小孢子释放到含有成百上千个单独的小孢子的充满液体的花药室中。然后，在小配子发生期间，小孢子经历有丝分裂并发育成含有雄性配子的成熟花粉粒。

在小孢子发生期间发生的减数分裂交叉导致等位基因分离成四种重组单倍体产物(即四分体小孢子、单独的小孢子，或之后的，花粉粒中的配子)。等位基因的这种重新分配产生遗传多样性，这在植物育种中是产生新植物品种所期望的。在受精之前了解雄性配子的基因型将是有利的，因为它将允许育种者选择具有期望的遗传组成的花粉粒，以用于与雌性进行受精作用。然而，迄今为止还没有可用于对小孢子或花粉粒进行非破坏性基因分型使得其可以在之后使用的方法或手段。

此外，通过双单倍体技术彻底改变了许多作物的植物育种，其中获得单倍体植物胚(或由其产生的植物)，然后将其加倍，从而允许快速产生具有有利的基因组合的重组系。可以使用雌核发育(胚培养)或雄核发育(花药和小孢子培养)在体外产生单倍体胚；然而，雄核发育是优选的方法，因为它提供了数量远远更多的、具有独立重组事件的配子细胞。并非所有的小孢子都具有有利的遗传构成；因此，植物育种者了解小孢子的基因型将是有益的，这样就可以在育种计划中尽早决定小孢子是否可用于直接或间接地产生另一株植物、其部分或细胞培养物(即小孢子是否具有期望的基因型)。

因此，本领域需要非破坏性地获得小孢子或花粉粒的基因型的方法。

发明内容

提供了用于对小孢子或花粉粒进行非破坏性基因分型的方法。所述方法包括以使得小孢子或花粉粒可以在之后使用(用于直接或间接地发育植物或植物部分)的方式来获得基因型。所述方法包括使用减数分裂相关产物来以非破坏性方式确定另一种减数分裂相关产物的基因型。