[发明专利]一种小白菜雄性核不育基因Brams的分离克隆及应用

说明书

本发明公开了一种小白菜隐性细胞核不育基因Brams，该基因的gDNA序列如SEQ ID NO.1所示，其CDS序列如SEQ ID NO.2所示，编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。与保持系可育株相比，该基因存在一段369bp的插入变异，该插入区段含有5个终止密码子，提前终止蛋白的翻译，从而影响花药的发育表现为不育，但对其他基因功能没有影响，其在不同的遗传背景下不育性很稳定，因此可用于选育小白菜隐性细胞核不育系。

技术领域

本发明属于小白菜育种技术领域，具体涉及一种小白菜隐性细胞核雄性不育基因及其应用，可以加快小白菜等作物细胞核雄性不育两系法的选育。

背景技术

白菜(Brassica campestris L.,AA)属十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种，2n＝20，原产于我国，栽培历史悠久，品种资源丰富。其无论是面积还是产量，在蔬菜作物中均居首位。其中，不结球白菜又称小白菜、青菜、油菜等，主要分布在南方地区。在长江流域中、下游地区，其播种面积约占蔬菜总面积的三分之一，生长期短，四季可种，成为周年供应的“当家蔬菜”。日本、韩国等东亚国家不结球白菜栽培十分广泛，近年来随着欧美等国家广泛引种，小白菜逐渐成为世界性的重要蔬菜(Li et al.,2016；Xiao et al.,2016；王丽丽，2011)。

白菜为典型的异花授粉作物，具有显著的杂种优势。利用自交不亲和系和雄性不育系制种是目前最常用的白菜杂交制种技术。细胞核雄性不育材料在运用上具有育性稳定和配组自由的优点，雄性不育是白菜类十字花科植物生产F1代杂种的理想系统(张慧等，2010)，在生产上具有广泛的应用前景。对白菜核不育基因的功能解析，将进一步丰富植物花药发育的基础生物学研究。

目前应用于白菜类蔬菜杂种生产的雄性不育类型主要有细胞质雄性不育和细胞核雄性不育两种类型。细胞核雄性不育是由核基因控制的不育类型，不受胞质基因的影响，遗传规律遵从于孟德尔经典遗传模式。白菜核不育两用系自20世纪70年代培育成功以来，已在生产F1代杂种中发挥了重要作用，但是在相当长一段时间对其遗传规律的认识仅停留在形态学和细胞学水平。随着分子标记技术的诞生，对白菜雄性不育的研究开始向分子水平发展。国内外众多研究者开展了白菜雄性不育材料育性相关基因分子标记的开发工作。将开发的与育性基因连锁的分子标记应用于分子标记辅助相应白菜雄性不育系的选育中，极大降低了选育群体的数量，缩短了选育年限，实现了不育系的高效选育。相较于小白菜隐性核不育差异表达基因的研究，关于利用图位克隆技术进行小白菜隐性核不育基因定位并克隆的研究未见报道。目前只在R7连锁群上，定位到与小白菜隐性核不育相关的基因位点(Feng et al.,2009)。Brams的克隆不仅为小白菜细胞核雄性不育的应用提供重要的技术支持及理论依据，同时也将为芸薹属隐性核不育机理研究提供新线索。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小白菜隐性细胞核不育基因，具体地是克隆一个小白菜隐性细胞核不育基因Brams，利用该基因使其保持系败育。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

小白菜隐性细胞核不育基因Brams的克隆：通过细胞学观察确定败育时期，结合转录组分析及基因的功能注释，锁定候选基因，利用克隆技术从小白菜中分离得到细胞核雄性不育相关的基因，将其命名为Brams，该基因的gDNA序列如SEQ ID NO.1所示，其CDS序列如SEQ ID NO.2所示，编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。与保持系可育株相比，该基因存在一段369bp(SEQ ID NO.4)的插入变异，该插入区段含有5个终止密码子，提前终止蛋白的翻译，从而影响花药的发育，但对其他基因功能没有影响。

小白菜隐性细胞核不育基因Brams的应用：

(1)用于小白菜隐性细胞核不育系的选育；

(2)根据Brams基因序列信息用于小白菜隐性核不育、保持系及恢复系的分子标记辅助选育。