[发明专利]蛋白质INVAN6、其编码基因以及它们在选育玉米雄性不育系中的应用

说明书

本发明公开了蛋白质INVAN6、其编码基因以及它们在选育玉米雄性不育系中的应用。蛋白质INVAN6自N末端起第276位的氨基酸残基种类仅为天冬氨酸或天冬酰胺的待测玉米的雄性育性为可育。蛋白质INVAN6自N末端起第276位的氨基酸残基种类为天冬氨酸和天冬酰胺的待测玉米的雄性育性为不育。蛋白质INVAN6自N末端起第276位的氨基酸残基种类可以作为检测对象，预测待测玉米雄性育性。本发明具有重大的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及蛋白质INVAN6、其编码基因以及它们在选育玉米雄性不育系中的应用。

背景技术

玉米是我国最主要的粮食作物之一，其总产量居各种农作物之首。2016年玉米播种面积约为3.67万公顷，总产量达2.19万余吨。玉米不仅是粮食作物和饲用作物，同时也是现代工业的重要原料。因此，实现玉米的高产和稳产，有助于保障我国粮食安全和工业生产。

我国种植的玉米大部分是杂交种，其制种过程中涉及诸多环节，母本去雄是最关键的环节之一。传统的母本去雄方法包括人工去雄、机械去雄和化学杀雄，但它们存在成本高、去雄不彻底和污染环境等缺陷。相对于传统的去雄方式，应用雄性不育系生产杂交种遗传稳定，免除了人工去雄的过程，对环境无副作用，且杂交种子纯度高。雄性不育包括胞质不育和核不育。其中，核不育基因遗传稳定，受单一位点控制，在杂交育种中有重要的应用前景。

在玉米等高等开花植物中，花药的正常发育和花粉母细胞正常的减数分裂过程对可育花粉的形成至关重要。目前，玉米中已克隆的部分隐性雄性不育基因(如MS22、MS33、IPE1)和显性核不育基因(如MS45)，这些基因的突变会影响花药壁细胞分化或绒毡层的发育。玉米中已克隆的减数分裂基因(如PHSI、AFD1、DSY2)都是隐性遗传，这些突变体的雌雄配子的育性都受到影响。虽然已克隆了多份核不育基因，但在杂交制种中，要想利用隐性核不育基因和显性核不育基因就需要筛选出不育系。传统上是通过与不育基因连锁的基因(如胚乳颜色基因、黄绿苗基因等)进行筛选的，但也存在连锁不紧密，鉴定不准确的问题。为解决这个问题，先锋开发了SPT技术，将隐性育性恢复基因(如ms45)或显性不育基因(如Ms44)与籽粒荧光基因连锁构建SPT保持系或不育系，通过荧光筛选出不育系，为核不育基因的利用提供了极大的便利。因此，筛选新的核不育基因，既能丰富育种资源，又能解决核不育基因应用上的难点。

启动子是位于基因上游的一段DNA序列，能活化RNA聚合酶，使其与模板DNA结合，使其与模板DNA准确地结合并具有转录起始的特异性。一般真核生物的启动子除具有TATA-box、CAAT-box和GC-box这三类保守序列外，还存在其它上游启动子元件，能被不同的转录调控因子识别和结合，从而调控基因的时空表达。按照启动子的作用方式和功能，启动子可分为组成型启动子、诱导型启动子和组织特异性启动子。目前应用广泛的是组成型启动子，如Ubi启动子被用于玉米和水稻中启动基因过表达的研究；由于组成型启动子持续稳定的调控基因表达，因此可能会增加植物的负担，也可能因为调控基因异位表达引起植物生长发育缺陷。组织特异性启动子只在特定器官或组织中调控基因表达，可以更好的被用于调控目的基因的表达。花粉母细胞经过减数分裂过程发育成雄配子，是生殖发育的核心部位之一，因此，发掘花粉母细胞特异启动子，可人为的在花粉母细胞中表达目的基因，调控生殖发育过程，或结合其他技术，只在雄配子中产生可遗传的变异，具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的为选育植物雄性不育系。

本发明首先保护蛋白质INVAN6，蛋白质INVAN6可为如下W1)或W2)：

W1)自N端至C端依次包括区段Ⅰ、区段Ⅱ和区段Ⅲ；

所述区段Ⅱ可为一个氨基酸残基；

所述区段Ⅰ可为如下a1)或a2)或a3)：

a1)氨基酸序列是序列表中序列5自N末端起第1至275位所示的多肽；