[发明专利]一种利用番茄绿茎紧密连锁标记创制雄性不育系的方法

说明书

本发明公开了一种利用番茄绿茎紧密连锁标记创制雄性不育系的方法。本发明利用育性基因MS15和绿茎基因F3H这对全新的组合开发了一种番茄雄性不育连锁标记，可用于不育系保持扩繁过程中不育系和保持系的筛选。本发明所使用的育性基因MS15和绿茎基因F3H的遗传距离只有1.35cM，理论上会产生更低的遗传及表型分离率，将大大降低现有番茄可见连锁标记不育系筛选出错率。

技术领域

本发明涉及植物育种领域，具体涉及一种利用番茄绿茎紧密连锁标记创制雄性不育系的方法。

背景技术

番茄是全球消费最多的蔬菜之一，2017年产量1.82亿吨，价值超600亿美元。中国是世界上番茄栽培面积最大、生产总量最多的国家，年产量5000万吨以上。番茄是严格的闭花授粉作物，杂种优势明显，杂种优势是指在植物中两个遗传基础不同的品种间或相近物种间进行杂交，其杂交一代在生长势、生活力、适应性和产量等性状上优于其双亲的现象。杂种优势利用的关键在于发展和利用可以控制的授粉系统，以防止自花授粉导致的自交衰退。为了保证杂交种的纯度，必须使母本丧失雄性功能。目前主要采取的方法有人工或机械去雄、化学杀雄和采用雄性不育系做母本。人工去雄是指在授粉期前人为的去除母本的雄花，需耗费大量人力物力，对于番茄等严格自花授粉的作物，则更加困难。机械去雄和化学去雄对植物的正常生长影响较大。因此创制雄性不育系可以降低成本、提高杂交种纯度，对杂交育种有着重要的意义。

雄性不育包括细胞质不育和核不育，细胞质不育不稳定易受环境影响，因此创制稳定的核不育系是雄性不育系的发展方向。随着分子生物学的发展，越来越多的核育性基因被克隆出来，包括Lat52(Twell et al.,1989)、Ps-2(Gorguet et al.,2009)、Style 2.1(Chen et al.,2007)、Ms10-35(Jeong et al.,2014)、MPK20(Chen et al.,2018)、Ms15(Cao et al.,2019)、PIF3(CN 109456979A)、LAP3(CN 109207505 A)等，这些基因大多数没有被应用的原因包括：1)败育性不彻底，会导致杂交种不纯；2)没有有效的保持系或可区分不育系和保持系的简易方法。

可见标记是指通过肉眼或者简单的处理可以有效的和对照株系进行区分的表型，包括叶片形状、叶片颜色、茎秆颜色、表皮绒毛、种子大小、种子绒毛等性状。连锁可见标记是指该标记与目标基因紧密连锁，后代可以通过可见标记间接的判断目标基因的基因型。

第三代基因编辑(CRISPR/Cas9)是一项旨在对基因组进行定点修饰的新技术，通过人工构建的工程化核酸酶，对基因组目标区间序列特异性的识别与切割，产生双链断裂，并通过细胞内源的同源重组或非同源末端连接DNA损伤修复机制，可以在细胞活体基因组DNA序列中产生碱基缺失、插入、替换等修饰的技术(Hsuet et al.,2014)。基因编辑技术理论上可对任意品种的任意基因进行操作，实现对核心亲本目标性状的快速、精准改良而不存在传统回交育种常见的连锁累赘等问题，基因编辑技术还可以实现多基因同时突变，从而大大提高了多性状聚合的效率。

目前已有的番茄可见连锁标记不育系是利用育性基因MS10和绿茎基因F3H/GST(Zhang et al.,2016；CN 105525016 A)，MS10基因和F3H/GST基因遗传距离分别是5.8cM和2.2cM，遗传距离和重组交换值成正相关，MS10基因和F3H/GST基因在减数分裂期间会发生分离，会造成表型不连锁，绿茎中会有约1％-6％的可育株，这样会给杂交种生产带来操作和纯度的影响。

发明内容

本发明的第一个目的是提供MS15蛋白质和F3H蛋白质的新用途。

本发明提供了MS15蛋白质和F3H蛋白质在如下(1)-(5)中任一种中的应用：

(1)培育番茄雄性不育系；

(2)培育番茄保持系；

(3)扩繁番茄雄性不育系；