[发明专利]一种制备水稻雄性不育材料的方法及相关基因

说明书

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种制备水稻雄性不育材料的方法及相关基因。本发明提供一种制备雄性不育水稻的方法，包括：降低水稻中蛋白质的活性、降低水稻中蛋白质的含量、抑制水稻中蛋白质的编码基因的表达或敲除水稻中蛋白质的编码基因，得到雄性不育水稻；所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。通过该方法可以获得水稻湿度敏感型雄性不育材料，从而实现水稻育性在不同湿度条件下的转换。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种制备水稻雄性不育材料的方法及相关基因。

背景技术

经济新常态下，实现口粮绝对安全、粮食基本自给的粮食安全目标仍是我国的重大战略需求。水稻是我国的主要粮食作物，我国杂交水稻的研究始终处于国际领先地位。两系法杂交水稻育种较传统的三系法杂交水稻育种具有明显理论优势，但实际生产中仍面临诸多问题。现已育成的光温敏雄性核不育系，大多数起点温度还不够低，存在“起点温度漂移”的现象，且受光临界日长制约难以就地繁殖。湿度敏感型雄性不育是近几年来发现的新条件型雄性不育类型，其育性与开花期的环境湿度密切相关，即在环境湿度小于60％时结实率不到10％，而花期湿度大于80％时结实率则显著提高，甚至恢复到野生型水平。这种特性拓宽了两系杂交制种和繁种的地理范围，具有重要的科学意义和应用前景。

目前水稻中湿度敏感型雄性不育相关的基因遗传资源十分有限，已克隆的基因主要为编码三萜和脂肪酸代谢途径中的酶，而特异调控湿度敏感型雄性不育表型的信号组分或调控因子仍不清楚。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何制备雄性不育水稻，尤其是湿度敏感型雄性不育水稻。

为解决上述技术问题，本发明提供一种制备雄性不育水稻的方法，包括：降低水稻中蛋白质的活性、降低水稻中蛋白质的含量、抑制水稻中蛋白质的编码基因的表达或敲除水稻中蛋白质的编码基因，得到雄性不育水稻；所述蛋白质的名称为OsNAC1，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

上述方法中，所述蛋白质的编码基因为SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:3所示的DNA分子。

上述方法可通过CRISPR基因编辑系统对所述蛋白质的编码基因进行定点编辑实现。

所述CRISPR基因编辑系统可以是CRISPR-Cas9系统；所述CRISPR-Cas9系统中使用的所述蛋白质的编码基因的靶序列可以是SEQ ID NO:4所示的靶序列1或SEQ ID NO:5所示的靶序列2。

上述方法可通过向水稻中导入靶向所述靶序列1或所述靶序列2的sgRNA的编码基因与Cas9的编码基因，得到雄性不育水稻。

上述方法中，所述sgRNA的编码基因可通过向水稻中导入含有所述sgRNA的编码基因的重组载体实现。

所述载体可含有编码所述sgRNA中除间隔序列(spacer)外的其他序列的DNA片段。编码所述间隔序列的DNA可以是所述靶序列1或所述靶序列2。

所述载体可以是pOs-sgRNA载体。

所述重组载体可以是pOs-sgRNA-OsNAC1-spacer1或pOs-sgRNA-OsNAC1-spacer2；所述pOs-sgRNA-OsNAC1-spacer1和所述pOs-sgRNA-OsNAC1-spacer2分别为向pOs-sgRNA载体的Bsa I的识别序列间插入所述靶序列1和所述靶序列2得到的重组载体。所述pOs-sgRNA-OsNAC1-spacer1和所述pOs-sgRNA-OsNAC1-spacer2分别表达sgRNA1和sgRNA2。所述sgRNA1含有所述靶序列1编码的RNA序列，所述sgRNA2含有所述靶序列2编码的RNA序列。

上述方法中，所述Cas9的编码基因可通过向水稻中导入含有所述Cas9的编码基因的重组载体实现。