本發(fā)明屬于基因工程和分子育種領(lǐng)域,涉及一種快速聚合水稻溫濕敏不育基因創(chuàng)制高低溫不育的安全兩系不育系的方法。
背景技術(shù):
1、雜種優(yōu)勢(shì)是指具有一定遺傳差異的兩個(gè)個(gè)體進(jìn)行雜交后,所產(chǎn)生的后代明顯優(yōu)于雜交雙親的現(xiàn)象。水稻利用雜種優(yōu)勢(shì)的途徑主要是通過(guò)雜交水稻育種,其方式主要有兩系法和三系法。三系法需配套保持系、不育系和恢復(fù)系。而兩系法則不需要保持系。兩系法中的不育系的雄性是否可育受光照、溫度、濕度等周圍環(huán)境的影響。
2、環(huán)境敏感型雄性不育包括光敏不育(光照強(qiáng)度敏感型不育)、溫敏不育(溫度敏感型不育)和濕敏不育(濕度敏感型不育)等。當(dāng)前在兩系雜交水稻中使用的主要是溫敏不育系。在中國(guó),安農(nóng)s-1是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的秈型溫敏不育系,其不育性受tms5基因控制,當(dāng)前中國(guó)95%以上的兩系雜交水稻都是利用tms5基因的。由于tms5基因遺傳比較穩(wěn)定,目前95%以上的兩系雜交水稻的雄性不育系均利用該基因。由于自然界中的溫度變化具有不確定性,導(dǎo)致溫敏不育系制種安全性問(wèn)題是制約兩系雜交水稻應(yīng)用的重要因素。因此,選擇不同的環(huán)境敏感型不育基因并綜合利用這些基因,有利于提高兩系雜交水稻育種的安全性。
3、水稻濕敏不育是一類在高濕條件下正常結(jié)實(shí),而低濕條件下不結(jié)實(shí)的雄性不育類型。中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究發(fā)現(xiàn)osc12能夠催化2,3-環(huán)氧鯊烯產(chǎn)生一種二環(huán)三萜化合物“禾谷絨氈醇”,缺失osc12功能的水稻植株所產(chǎn)生的花粉粒,其花粉包被的組成成分明顯減少,花粉粒得不到有效保護(hù)而迅速失水,在濕度低于60%環(huán)境下表現(xiàn)出雄性不育。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)鑒定了一個(gè)濕敏不育突變體hms1,在濕度低于45%環(huán)境下表現(xiàn)出完全不育。這些濕敏不育系育性只受揚(yáng)花期環(huán)境濕度的影響,可在夏季干旱少雨的地區(qū)配制雜種,從而突破目前水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用的地域限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種快速聚合水稻溫濕敏不育基因創(chuàng)制高低溫不育的安全兩系不育系的方法。
2、本發(fā)明提供了一種制備兩系雜交水稻中的雄性不育水稻的方法,包括如下步驟:將純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因聚合于待改良水稻,得到溫濕敏雄性不育水稻。
3、所述待改良水稻可為兩系雜交水稻中的雄性不育水稻,也可為育性正常水稻。所述雄性不育水稻的雄性育性喪失是由于溫敏育性基因以純合型突變的方式突變?yōu)闇孛舨挥蛞鸬?。所述雄性不育水稻的雄性育性喪失是由于濕敏育性基因以純合型突變的方式突變?yōu)闈衩舨挥蛞鸬摹?/p>
4、所述待改良水稻為兩系雜交水稻中的雄性不育水稻,其雄性育性喪失是由于溫敏育性基因以純合型突變的方式突變?yōu)闇孛舨挥蛞鸬摹?/p>
5、作為一種具體形式(第一種形式),所述方法通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):以所述待改良水稻為出發(fā)材料,進(jìn)行以濕敏育性基因?yàn)榘谢虻幕蚓庉嫞缓笸ㄟ^(guò)自交獲得基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻,即為溫濕敏雄性不育水稻。
6、具體的,所述基因編輯利用cas9系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
7、具體的,所述基因編輯采用2個(gè)sgrna。
8、具體的,所述2個(gè)sgrna靶點(diǎn)均位于ososc12基因的第6外顯子中。
9、具體的,所述2個(gè)sgrna靶點(diǎn),一個(gè)如seq?id?no:3所示,另一個(gè)如seq?id?no:4所示。
10、具體的,所述方法包括如下步驟:以所述待改良水稻為出發(fā)材料,導(dǎo)入以濕敏育性基因?yàn)榘谢虻幕蚓庉嬞|(zhì)粒,培養(yǎng)并獲得t0代再生植株;從所述t0代再生植株中篩選轉(zhuǎn)基因植株并自交,獲得的后代植株為t1代植株;從所述t1代植株中篩選不含外源質(zhì)粒(即所述基因編輯質(zhì)粒)且具有純合型溫敏不育基因且濕敏育性基因發(fā)生純合型突變的植株并自交,獲得的后代植株為t2代植株;如果某一t1代植株自交得到的t2代植株均滿足性狀篩選條件,該t1代植株及其自交后代為基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
11、具體的,培養(yǎng)t0代再生植株采用低溫高濕環(huán)境。
12、具體的,培養(yǎng)t1代植株采用低溫高濕環(huán)境。
13、所述待改良水稻可為水稻03s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
14、所述待改良水稻可為水稻矮粳15s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
15、所述待改良水稻可為荃211s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
16、所述待改良水稻可為水稻1892s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
17、所述待改良水稻可為廣占63s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
18、所述待改良水稻可為農(nóng)墾58s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
19、作為一種示例,所述溫敏育性基因?yàn)閠ms5基因,所述溫敏不育基因?yàn)閠ms5基因。
20、作為一種示例,所述濕敏育性基因?yàn)閛sosc12基因,所述濕敏不育基因?yàn)閛sc12基因。
21、具體的,所述基因編輯質(zhì)粒為基于cas9系統(tǒng)的基因編輯質(zhì)粒。
22、具體的,所述基因編輯質(zhì)粒中具有靶點(diǎn)1grna表達(dá)盒(如seq?id?no:1中第9024-9618位核苷酸所示,編碼鏈)和靶點(diǎn)2grna表達(dá)盒(如seq?id?no:1中第9623-10103位核苷酸所示,編碼鏈)。
23、作為一種示例,所述基因編輯質(zhì)粒為cas9-osc12雙靶點(diǎn)編輯雙元載體(cas9-osc12雙靶點(diǎn)編輯雙元載體為環(huán)形質(zhì)粒,由兩個(gè)區(qū)段首尾連接形成:第一個(gè)區(qū)段如seq?idno:1所示,第二個(gè)區(qū)段如seq?id?no:2所示)。
24、作為一種示例,鑒定濕敏育性基因發(fā)生純合型突變的植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna,采用靶基因?yàn)闈衩粲曰虻囊飳?duì)(例如,引物osc12-f和引物osc12-r組成的引物對(duì))進(jìn)行pcr擴(kuò)增;將pcr擴(kuò)增產(chǎn)物測(cè)序,如果pcr擴(kuò)增產(chǎn)物的測(cè)序結(jié)果僅為一種且該測(cè)序結(jié)果與野生型基因中對(duì)應(yīng)區(qū)段的序列相比發(fā)生了變化,該植株為濕敏育性基因發(fā)生純合型突變的植株。野生型基因中對(duì)應(yīng)區(qū)段的序列是以所述待改良水稻植株葉片的基因組dna為模板,采用所述引物對(duì)進(jìn)行pcr擴(kuò)增并測(cè)序得到的。
25、作為一種示例,篩選轉(zhuǎn)基因植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna,采用以外源質(zhì)粒中的特異性dna為靶序列的引物對(duì)(例如,引物f1和引物r1組成的引物對(duì))進(jìn)行pcr擴(kuò)增,如果顯示預(yù)期大小的特征性擴(kuò)增產(chǎn)物(例如963bp的擴(kuò)增產(chǎn)物),該植株為轉(zhuǎn)基因植株。
26、作為一種示例,鑒定不含外源質(zhì)粒的植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna,采用以外源質(zhì)粒中的特異性dna為靶序列的引物對(duì)(例如,引物f1和引物r1組成的引物對(duì))進(jìn)行pcr擴(kuò)增,如果不顯示擴(kuò)增產(chǎn)物,該植株為不含外源質(zhì)粒的植株。
27、作為一種示例,鑒定具有純合型溫敏不育基因的植株的方法:如果植株的基因組dna中具有與所述待改良水稻的基因組中相同的溫敏不育基因且為純合型,該植株為具有純合型溫敏不育基因的植株。
28、作為一種示例,鑒定具有純合型溫敏不育基因的植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna;以基因組dna為模板,采用引物tms5-p1、引物tms5-p2、引物tms5-p3和引物tms5-p4組成的引物組進(jìn)行pcr擴(kuò)增;如果所述pcr擴(kuò)增的擴(kuò)增產(chǎn)物中具有184bp的dna片段,該植株為具有純合型溫敏不育基因的植株。
29、所述待改良水稻為兩系雜交水稻中的雄性不育水稻,其雄性育性喪失是由于濕敏育性基因以純合型突變的方式突變?yōu)闈衩舨挥蛞鸬摹?/p>
30、作為一種具體形式(第二種形式),所述方法通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):以所述待改良水稻為出發(fā)材料,進(jìn)行以溫敏育性基因?yàn)榘谢虻幕蚓庉?,然后通過(guò)自交獲得基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻,即為溫濕敏雄性不育水稻。
31、具體的,所述方法包括如下步驟:以所述待改良水稻為出發(fā)材料,導(dǎo)入以溫敏育性基因?yàn)榘谢虻幕蚓庉嬞|(zhì)粒,培養(yǎng)并獲得t0代再生植株;從所述t0代再生植株中篩選轉(zhuǎn)基因植株并自交,獲得的后代植株為t1代植株;從所述t1代植株中篩選不含外源質(zhì)粒(即所述基因編輯質(zhì)粒)且具有純合型濕敏不育基因且溫敏育性基因發(fā)生純合型突變的植株并自交,獲得的后代植株為t2代植株;如果某一t1代植株自交得到的t2代植株均滿足性狀篩選條件,該t1代植株及其自交后代為基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
32、具體的,培養(yǎng)t0代再生植株采用低溫高濕環(huán)境。
33、具體的,培養(yǎng)t1代植株采用低溫高濕環(huán)境。
34、所述待改良水稻為育性正常的水稻。
35、作為一種具體形式(第三種形式),所述方法通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):以所述待改良水稻為出發(fā)材料,進(jìn)行以溫敏育性基因?yàn)榘谢虻幕蚓庉嫼鸵詽衩粲曰驗(yàn)榘谢虻幕蚓庉嫞缓笸ㄟ^(guò)自交獲得基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻,即為溫濕敏雄性不育水稻。
36、具體的,所述方法包括如下步驟:以所述待改良水稻為出發(fā)材料,導(dǎo)入以溫敏育性基因?yàn)榘谢虻幕蚓庉嬞|(zhì)粒和以濕敏育性基因?yàn)榘谢虻幕蚓庉嬞|(zhì)粒,培養(yǎng)并獲得t0代再生植株;從所述t0代再生植株中篩選轉(zhuǎn)基因植株并自交,獲得的后代植株為t1代植株;從所述t1代植株中篩選不含外源質(zhì)粒(即所述基因編輯質(zhì)粒)且溫敏育性基因發(fā)生純合型突變且濕敏育性基因發(fā)生純合型突變的植株并自交,獲得的后代植株為t2代植株;如果某一t1代植株自交得到的t2代植株均滿足性狀篩選條件,該t1代植株及其自交后代為基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
37、具體的,培養(yǎng)t0代再生植株采用低溫高濕環(huán)境。
38、具體的,培養(yǎng)t1代植株采用低溫高濕環(huán)境。
39、所述待改良水稻為兩系雜交水稻中的雄性不育水稻,其雄性育性喪失是由于溫敏育性基因以純合型突變的方式突變?yōu)闇孛舨挥蛞鸬摹?/p>
40、作為一種具體形式(第四種形式),所述方法通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):以所述待改良水稻和具有純合型濕敏不育基因的水稻(具有純合型濕敏不育基因的水稻又稱為純合型濕敏不育基因的供體水稻,簡(jiǎn)稱供體水稻)為親本,依次進(jìn)行雜交、回交和自交,得到基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻,即為以所述待改良水稻為改良對(duì)象獲得的溫濕敏雄性不育水稻。
41、具體的,所述雜交為一代雜交。
42、具體的,所述回交為一代回交。
43、具體的,所述自交為連續(xù)多代自交。
44、具體的,所述自交為連續(xù)4-7代自交。
45、具體的,所述方法包括如下步驟:以所述待改良水稻和供體水稻為親本,進(jìn)行雜交,獲得的后代植株為f1代植株;將f1代植株與以所述待改良水稻進(jìn)行回交,獲得的后代植株為bc1f1代植株;從bc1f1代植株中篩選“具有溫敏不育基因且具有濕敏不育基因”的植株,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f2代植株;從bc1f2代植株開(kāi)始,連續(xù)n代的篩選并自交步驟,得到bc1f?n+2代植株;如果某一bc1f?n+1代植株自交得到的bc1f?n+2代植株均滿足性狀篩選條件,該bc1f?n+1代植株及其自交后代為基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
46、所述篩選并自交步驟中的篩選指的是:篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”的植株。
47、n為自然數(shù)。具體的,n為1或2或3或4或5。
48、具體的,所述方法包括如下步驟:以所述待改良水稻和供體水稻為親本,進(jìn)行雜交,獲得的后代植株為f1代植株;將f1代植株與以所述待改良水稻進(jìn)行回交,獲得的后代植株為bc1f1代植株;從bc1f1代植株中篩選“具有溫敏不育基因且具有濕敏不育基因”的植株,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f2代植株;從bc1f2代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f3代植株;從bc1f3代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f4代植株;從bc1f4代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f5代植株;從bc1f5代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f6代植株;如果某一bc1f5代植株自交得到的bc1f6代植株均滿足性狀篩選條件,該bc1f5代植株及其自交后代為基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
49、具體的,所述雜交以所述待改良水稻為母本,以所述供體水稻為父本。
50、具體的,所述回交以所述雜交的后代為母本,以所述待改良水稻為父本。
51、所述待改良水稻可為水稻03s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
52、所述待改良水稻可為水稻矮粳15s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
53、所述待改良水稻可為荃211s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
54、所述待改良水稻可為水稻1892s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
55、所述待改良水稻可為廣占63s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
56、所述待改良水稻可為農(nóng)墾58s或其同型系或其衍生的溫敏核不育系。
57、作為一種示例,所述供體水稻為前述方法(第一種形式或第二種形式或第三種形式)制備得到的溫濕敏雄性不育水稻。
58、作為一種示例,所述供體水稻為突變體hms1。
59、具體的,所述供體水稻為具有純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
60、具體的,用于自交的植株的培養(yǎng)條件為低溫高濕環(huán)境。
61、作為一種示例,所述溫敏育性基因?yàn)閠ms5基因,所述溫敏不育基因?yàn)閠ms5基因。
62、作為一種示例,所述濕敏育性基因?yàn)閛sosc12基因,所述濕敏不育基因?yàn)閛sc12基因。
63、作為一種示例,所述濕敏育性基因?yàn)閔ms1基因;所述濕敏不育基因?yàn)閔ms1基因。
64、作為一種示例,鑒定具有濕敏不育基因的植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna,采用靶基因?yàn)闈衩舨挥虻囊飳?duì)(例如,引物osc12-f和引物osc12-r組成的引物對(duì)或者引物hms1-f和引物hms1-r組成的引物對(duì))進(jìn)行pcr擴(kuò)增;將pcr擴(kuò)增產(chǎn)物測(cè)序,如果pcr擴(kuò)增產(chǎn)物中至少有一種擴(kuò)增產(chǎn)物的測(cè)序結(jié)果與供體水稻的濕敏不育基因中對(duì)應(yīng)區(qū)段的序列相同,該植株為具有濕敏不育基因的植株。
65、作為一種示例,鑒定具有純合型濕敏不育基因的植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna,采用靶基因?yàn)闈衩舨挥虻囊飳?duì)(例如,引物osc12-f和引物osc12-r組成的引物對(duì))進(jìn)行pcr擴(kuò)增;將pcr擴(kuò)增產(chǎn)物測(cè)序,如果pcr擴(kuò)增產(chǎn)物的測(cè)序結(jié)果為一種且與供體水稻的濕敏不育基因中對(duì)應(yīng)區(qū)段的序列相同,該植株為具有純合型濕敏不育基因的植株。
66、作為一種示例,鑒定具有溫敏不育基因的植株的方法:如果植株的基因組dna中具有與所述待改良水稻的基因組中相同的溫敏不育基因,該植株為具有溫敏不育基因的植株。
67、作為一種示例,鑒定具有純合型溫敏不育基因的植株的方法:如果植株的基因組dna中具有與所述待改良水稻的基因組中相同的溫敏不育基因且為純合型,該植株為具有純合型溫敏不育基因的植株。
68、作為一種示例,鑒定具有溫敏不育基因的植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna;以基因組dna為模板,采用引物tms5-p1、引物tms5-p2、引物tms5-p3和引物tms5-p4組成的引物組進(jìn)行pcr擴(kuò)增;如果所述pcr擴(kuò)增的擴(kuò)增產(chǎn)物中具有184bp的dna片段,該植株為具有溫敏不育基因的植株。
69、作為一種示例,鑒定具有純合型溫敏不育基因的植株的方法:取植株葉片,提取基因組dna;以基因組dna為模板,采用引物tms5-p1、引物tms5-p2、引物tms5-p3和引物tms5-p4組成的引物組進(jìn)行pcr擴(kuò)增;如果所述pcr擴(kuò)增的擴(kuò)增產(chǎn)物中具有184bp的dna片段,該植株為具有純合型溫敏不育基因的植株。
70、所述待改良水稻為兩系雜交水稻中的雄性不育水稻,其雄性育性喪失是由于濕敏育性基因以純合型突變的方式突變?yōu)闈衩舨挥蛞鸬摹?/p>
71、作為一種具體形式(第五種形式),所述方法通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):以所述待改良水稻和具有純合型溫敏不育基因的水稻(具有純合型溫敏不育基因的水稻又稱為純合型溫敏不育基因的供體水稻,簡(jiǎn)稱供體水稻)為親本,依次進(jìn)行雜交、回交和自交,得到基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻,即為以所述待改良水稻為改良對(duì)象獲得的溫濕敏雄性不育水稻。
72、具體的,所述雜交為一代雜交。
73、具體的,所述回交為一代回交。
74、具體的,所述自交為連續(xù)多代自交。
75、具體的,所述自交為連續(xù)4-7代自交。
76、具體的,所述方法包括如下步驟:以所述待改良水稻和供體水稻為親本,進(jìn)行雜交,獲得的后代植株為f1代植株;將f1代植株與以所述待改良水稻進(jìn)行回交,獲得的后代植株為bc1f1代植株;從bc1f1代植株中篩選“具有溫敏不育基因且具有濕敏不育基因”的植株,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f2代植株;從bc1f2代植株開(kāi)始,連續(xù)n代的篩選并自交步驟,得到bc1f?n+2代植株;如果某一bc1f?n+1代植株自交得到的bc1f?n+2代植株均滿足性狀篩選條件,該bc1f?n+1代植株及其自交后代為基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
77、所述篩選并自交步驟中的篩選指的是:篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”的植株。
78、n為自然數(shù)。具體的,n為1或2或3或4或5。
79、具體的,所述方法包括如下步驟:以所述待改良水稻和供體水稻為親本,進(jìn)行雜交,獲得的后代植株為f1代植株;將f1代植株與以所述待改良水稻進(jìn)行回交,獲得的后代植株為bc1f1代植株;從bc1f1代植株中篩選“具有溫敏不育基因且具有濕敏不育基因”的植株,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f2代植株;從bc1f2代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f3代植株;從bc1f3代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f4代植株;從bc1f4代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f5代植株;從bc1f5代植株中篩選“具有純合型溫敏不育基因且具有純合型濕敏不育基因”,篩選到的植株自交,獲得的后代植株為bc1f6代植株;如果某一bc1f5代植株自交得到的bc1f6代植株均滿足性狀篩選條件,該bc1f5代植株及其自交后代為基因組dna中聚合純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
80、具體的,所述雜交以所述待改良水稻為母本,以所述供體水稻為父本。
81、具體的,所述回交以所述雜交的后代為母本,以所述待改良水稻為父本。
82、作為一種示例,所述供體水稻為前述方法(第一種形式或第二種形式或第三種形式)制備得到的溫濕敏雄性不育水稻。
83、具體的,所述供體水稻為具有純合型溫敏不育基因和純合型濕敏不育基因的水稻。
84、具體的,用于自交的植株的培養(yǎng)條件為低溫高濕環(huán)境。
85、作為一種示例,所述溫敏育性基因?yàn)閠ms5基因,所述溫敏不育基因?yàn)閠ms5基因。
86、作為一種示例,所述濕敏育性基因?yàn)閛sosc12基因,所述濕敏不育基因?yàn)閛sc12基因。
87、作為一種示例,所述濕敏育性基因?yàn)閔ms1基因;所述濕敏不育基因?yàn)閔ms1基因。
88、以上任一所述“性狀篩選條件”為:在非低溫高濕環(huán)境培養(yǎng)雄性不育。
89、以上任一所述“性狀篩選條件”為:在低溫高濕環(huán)境培養(yǎng)雄性可育,在非低溫高濕環(huán)境培養(yǎng)雄性不育。
90、以上任一所述“篩選”時(shí),可同時(shí)兼顧優(yōu)良性狀,即篩選田間農(nóng)藝性狀優(yōu)良的植株。
91、以上任一所述“篩選”時(shí),可同時(shí)兼顧篩選具有柱頭外露率高性狀的植株(柱頭外露率有利于授粉,柱頭外露率在抽穗期可以觀察)。
92、具體的,所述溫濕敏雄性不育水稻具有如下性狀:在低溫高濕環(huán)境培養(yǎng)雄性可育,在非低溫高濕環(huán)境培養(yǎng)雄性不育。
93、具體的,所述低溫高濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度<24℃且開(kāi)花期環(huán)境濕度≥60%。具體的,所述低溫高濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度為23℃且開(kāi)花期環(huán)境濕度為80%。
94、具體的,所述非低溫高濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度≥24℃和/或開(kāi)花期環(huán)境濕度<60%。
95、具體的,所述非低溫高濕環(huán)境為高溫高濕環(huán)境、高溫低濕環(huán)境或低溫低濕環(huán)境。
96、具體的,所述高溫高濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度≥24℃且開(kāi)花期環(huán)境濕度≥60%。具體的,所述高溫高濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度為30℃且開(kāi)花期環(huán)境濕度為80%。
97、具體的,所述高溫低濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度≥24℃且開(kāi)花期環(huán)境濕度<60%。具體的,所述高溫低濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度為30℃,開(kāi)花期環(huán)境濕度為50%。
98、具體的,所述低溫低濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度<24℃且開(kāi)花期環(huán)境濕度<60%。具體的,所述低溫低濕環(huán)境指的是:孕穗期環(huán)境溫度為23℃,開(kāi)花期環(huán)境濕度為50%。
99、具體的,以上任一所述溫敏育性基因?yàn)閠ms5基因,以上任一所述溫敏不育基因?yàn)閠ms5基因。
100、具體的,以上任一所述濕敏育性基因?yàn)閛sosc12基因,以上任一所述濕敏不育基因?yàn)閛sc12基因。
101、具體的,以上任一所述濕敏育性基因?yàn)閔ms1基因,以上任一所述濕敏不育基因?yàn)閔ms1基因。
102、tms5基因的ncbi編號(hào)為loc4328713(gene?id:4328713,updated?on?12-jul-2024)。tms5基因(野生型基因)為溫敏育性基因,其功能性失活引起溫敏型雄性育性喪失。tms5基因:tms5基因?qū)?yīng)的功能性失活基因(功能性失活指的是溫敏型雄性育性喪失)。具體的,所述tms5基因?yàn)閠ms5基因發(fā)生核苷酸變化后的基因,且所述核苷酸變化引起水稻發(fā)生溫敏型雄性育性喪失。
103、ososc12基因的ncbi編號(hào)為loc4344966(gene?id:4344966,updated?on?1-aug-2024)。ososc12基因(野生型基因)為濕敏育性基因,其功能性失活引起濕敏型雄性育性喪失。osc12基因:ososc12基因?qū)?yīng)的功能性失活基因(功能性失活指的是濕敏型雄性育性喪失)。具體的,所述osc12基因?yàn)閛sosc12基因發(fā)生核苷酸變化后的基因,且所述核苷酸變化引起水稻發(fā)生濕敏型雄性育性喪失。
104、hms1基因的ncbi編號(hào)為loc4336955(gene?id:4336955,updated?on?12-jul-2024)。
105、hms1基因(野生型基因)為濕敏育性基因,其功能性失活引起濕敏型雄性育性喪失。hms1基因:hms1基因?qū)?yīng)的功能性失活基因(功能性失活指的是濕敏型雄性育性喪失)。具體的,所述hms1基因?yàn)閔ms1基因發(fā)生核苷酸變化后的基因,且所述核苷酸變化引起水稻發(fā)生濕敏型雄性育性喪失。
106、本發(fā)明中將溫敏不育基因(tms5基因)和濕敏不育基因(osc12基因或hms1基因)聚合在同一基因組中,培育出溫敏不育和濕敏不育的聚合系。相比于當(dāng)前用于兩系雜交水稻育種的溫敏不育系,本發(fā)明克服了由于溫度導(dǎo)致不育系育性不穩(wěn)定導(dǎo)致雜交f1種子純度不高的問(wèn)題,可以確保兩系雜交水稻生產(chǎn)安全。本發(fā)明可以將任一穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)水稻常規(guī)材料快速創(chuàng)制為不育性穩(wěn)定的溫濕敏不育系,大大促進(jìn)雜交水稻新型不育系種質(zhì)資源的創(chuàng)制和種子產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的創(chuàng)新發(fā)展,為保障國(guó)家糧食安全提供更多技術(shù)保障。
107、本發(fā)明的有益效果:①兩系雜交水稻制種安全:首次將溫敏不育基因與濕敏不育基因聚合,相比于當(dāng)前用于兩系雜交水稻育種的溫敏不育系,克服了由于溫度導(dǎo)致不育系育性不穩(wěn)定問(wèn)題,保障了雜交f1種子的純度,確保兩系雜交水稻種子生產(chǎn)安全;②克服雜交制種的地域限制:本發(fā)明將溫敏不育基因與濕敏不育基因聚合,可在夏季及秋季高低溫的地區(qū)配制雜種,突破目前兩系雜交水稻種子生產(chǎn)孕穗中后期需要在平均氣溫高于24.5℃以上的較高氣溫條件下才可以進(jìn)行種子安全生產(chǎn)的地域限制;③提高了育種效率:傳統(tǒng)的水稻育種往往依賴于表型選擇和育種家經(jīng)驗(yàn),育種周期長(zhǎng)、選擇效率低下,本發(fā)明利用基因編輯技術(shù)在水稻溫敏不育基礎(chǔ)上定向改良水稻濕敏育性,大大地縮短了育種周期,提高了育種效率;④本發(fā)明可以將任一穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)水稻常規(guī)材料快速創(chuàng)制為不育性穩(wěn)定的溫濕敏不育系,大大促進(jìn)雜交水稻新型不育系種質(zhì)資源的創(chuàng)制和種子產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的創(chuàng)新發(fā)展,為保障國(guó)家糧食安全提供更多技術(shù)保障。