水稻NAD+-RNA脱帽酶基因OsDXO在培育水稻不育系中的应用

本发明涉及植物基因工程，更具体地，涉及一种水稻nad+-rna脱帽酶基因osdxo在培育水稻不育系中的应用。

背景技术：

1、水稻是世界上重要的粮食作物之一，在全球具有广泛的种植面积。我们国家不仅是世界上生产水稻的大国更是消费大国，近几年我国的大米进口量不断增加。我们国家的耕地面积基本不变或是逐年下降，而人口总量是基本不变。保障粮食安全就显得尤为重要。杂交育种是提高农作物产量的有效途径，杂交种在产量、抗逆性、品质等方面都有更明显的优势。杂交种的选育周期比常规种短、见效快。目前，杂交育种是许多农作物的主要育种方法，而作物雄性不育系的选育是杂交育种的关键环节。

2、为了解决目前所存在的一些问题：细胞质不育系种质资源缺乏、光敏不育系不稳定等，科学家们在尝试利用新的杂交技术，构建不受环境等影响的不育系，解除环境因素对杂交育种的限制，消除生产上的潜在风险。近几年，已有超过40多种与水稻雄性发育相关基因被克隆，这些基因主要包括转录调控因子、信号转导蛋白、蛋白降解的调控因子和激素生物合成中的酶。

3、水稻osdxo基因具有与哺乳动物dxo(mmdxo)相保守的c端酶活结构域，其n端结构域是植物dxo所特有的。已有研究显示拟南芥atdxo1缺失后，突变体表现为营养生长延迟、叶色苍白以及多效性生长发育缺陷，并发现该表型与其n端结构域有关。目前已知，atdxo1功能缺失可增强nad+-rna的稳定性、sirna积累以及转录后基因沉默。而水稻osdxo基因在水稻育性中的功能目前还未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供水稻osdxo基因在培育水稻不育系的应用。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

3、本发明进行了水稻基因osdxo及其编码蛋白在水稻育性中的功能研究，所述水稻基因osdxo的核苷酸序列如seq id no.1所示，登录号：loc_os05g32580，其编码蛋白osdxo的氨基酸序列如seq id no.2所示，登录号：loc_os05g32580.1。

4、本发明通过构建过表达osdxo水稻突变株，并对其表型进行分析，结果显示过表达osdxo的水稻植株结实率降低，花粉败育，育性降低；这表明osdxo是水稻育性的负调控基因，可应用于不育系的创制和杂交种子制备。因此，可通过过表达水稻中osdxo可以降低水稻育性，培育水稻雄性不育系，非常适宜于投入杂交育种使用。

5、因此，本发明提供水稻osdxo基因及其编码蛋白osdxo的以下新用途：

6、seq id no.1所示水稻osdxo基因或seq id no.2所示osdxo蛋白在调控水稻育性中的应用，所述调控为负调控。

7、seq id no.1所示水稻osdxo基因或seq id no.2所示osdxo蛋白在培育水稻不育系中的应用，即在培育水稻雄性不育系中的应用。

8、具体地，所述不育是指结实率降低，花粉败育。

9、具体地，为过表达水稻基因osdxo。

10、具体地，所述过表达osdxo，包括如下步骤：

11、s1.构建osdxo过表达表达质粒；

12、s2.将步骤s1所述质粒转化水稻；

13、s3.筛选获得转基因水稻。

14、优选地，步骤s1所述osdxo过表达质粒为osdxo组成型表达质粒；更优选地，为prhvcmyc-osdxo。

15、本发明还提供seq id no.1所示水稻osdxo基因过表达载体/质粒或原位激活载体/质粒在培育水稻不育系中应用。

16、本发明还提供一种创制水稻雄性不育系的方法，通过提高水稻中seq idno.1所示水稻osdxo基因的表达量，获得育性降低或不育的水稻植株。

17、进一步地，为利用过表达技术或原位激活技术提高水稻中osdxo基因的表达量。

18、进一步地，包括如下步骤：

19、s1.构建水稻osdxo基因的过表达质粒；

20、s2.将步骤s1的过表达质粒转化水稻愈伤组织；

21、s3.转基因水稻阳性愈伤组织的筛选与分化，获得稳定遗传的过表达osdxo突变体植株，即得育性降低或不育的水稻植株。

22、进一步地，所述水稻osdxo基因的过表达质粒为prhvcmyc-osdxo。

23、本发明还提供osdxo过表达的转化水稻植株在培育水稻不育系中的应用。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、本发明提供了水稻osdxo基因在培育水稻不育系中的应用。本发明通过构建过表达osdxo水稻突变株，结果显示突变株结实率降低，花粉败育，育性降低，表明osdxo负调控水稻育性，可用于培育水稻不育系，过表达osdxo所产生的雄性不育系，育性稳定，为构建新型杂交育种体系提供了必要元件，具有很好的应用价值和前景。

技术特征：

1.seq id no.1所示水稻osdxo基因在调控水稻育性中的应用。

2.seq id no.2所示水稻osdxo蛋白在调控水稻育性中的应用。

3.seq id no.1所示水稻osdxo基因在培育水稻不育系中的应用。

4.seq id no.2所示水稻osdxo蛋白在培育水稻不育系中的应用。

5.seq id no.1所示水稻osdxo基因的过表达载体/质粒或原位激活载体/质粒在培育水稻不育系中的应用。

6.根据权利要求5所述应用，其特征在于，所述水稻osdxo基因的过表达载体/质粒为prhvcmyc-osdxo。

7.一种创制水稻雄性不育系的方法，其特征在于，提高水稻中seq id no.1所示水稻osdxo基因的表达量，获得育性降低或不育的水稻植株。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，为利用过表达技术或原位激活技术提高水稻中osdxo基因的表达量。

9.根据权利要求7所述方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述水稻osdxo基因的过表达质粒为prhvcmyc-osdxo。

技术总结
本发明公开了水稻NAD<supgt;+</supgt;‑RNA脱帽酶基因OsDXO在培育水稻不育系中的应用。本发明通过构建过表达OsDXO水稻突变株，并对其表型进行分析，结果显示过表达OsDXO会使水稻结实率降低，花粉败育，育性降低；表明OsDXO是水稻育性的负调控基因，可应用于不育系的创制和杂交种子制备。过表达OsDXO所产生的雄性不育系，育性稳定、为构建新型杂交育种体系提供了必要元件，具有很好的应用价值和前景。

技术研发人员：练剑平,何瑞瑞,张玉婵,陈月琴
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14