一種利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法
2023-06-25 22:57:31
專利名稱：一種利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法
技術領域：
本發明屬於轉基因水稻種子的培育和生產領域。具體的說，本發明涉及一種利用水稻或其近緣物種的閉穎基因，防止花粉漂移，降低生態風險的育種新方法。
背景技術：
通過轉基因的方法培育新品種具有可用基因資源廣、育種年限短等優勢而備受關注。自1983年首例轉基因作物問世以來，植物轉基因技術得到了快速發展，現已成為20世紀生命科學領域最引人矚目的成就之一。我國科學家也獲得了一系列原創性成果，包括克隆了有重要應用價值的新基因，如xal3、Bphl4、0sSKCl等；並成功培育出了一大批抗病、抗蟲、耐非生物脅迫等轉基因水稻品系。但轉入的外源基因可以通過花粉漂流到其他品種或其近緣物種，使其他品種或其近緣物種獲得類似的抗性而影響環境安全。外源基因的逃逸及其可能引發的環境風險已成為轉基因安全的核心問題之一，例如，轉基因水稻通過花粉傳播可將目標基因(如抗除草劑基因)導入到近緣物種，造成抗除草劑「超級雜草」的形成， 極大的危害生態和糧食的安全。水稻閉穎授粉是一種有效抑制花粉漂移的方法。由於閉穎授粉水稻植株穎殼不張開，花葯不外露，花粉不會傳播到其他品系或其近緣種。Won et al. (1998)、通過誘變獲得了多個不同的閉穎授粉突變體，並定位了相關的閉穎基因(cl(t)、cl7)，將這些閉穎基因通過雜交或/和分子技術手段轉入轉基因水稻品種，可以有效阻止花粉漂流，減少對環境的潛在威脅。
發明內容
本發明是為了解決現有技術的不足之處，提供一種利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法，通過該方法育成的品種穎花閉合，花葯不外露，有效阻止自身花粉向外漂移，從而起到防外源轉基因逃逸的目的。本發明解決技術問題採用如下方案一種利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法，其特點是將水稻或其近緣物種的閉穎基因導入轉基因水稻，使選育的轉基因品種穎殼不張開，花葯不外露，無法使自身的花粉向外漂移，從而達到阻止轉入的外源基因通過花粉漂移向外擴散的目的，有效降低生態風險。本發明所述水稻閉穎基因是能導致水稻或其近緣物種穎殼不張開的所有閉穎基因中的一種或幾種，包括已經標記和/或克隆的ld(t)、cl7等基因，以及在以後研究中發現的導致閉穎性狀的其他閉穎基因。本發明將閉穎基因導入轉基因水稻品種的方法包括雜交、回交、花葯培養、分子標記輔助選擇、RNA幹涉、反義RNA或轉基因中的一種或幾種。與已有技術相比，本發明有意效果具體體現在本發明將水稻或其近緣種的閉穎基因，通過雜交、回交、分子標記輔助選擇、RNA幹擾、反義RNA、花葯培養或基因轉化等一種或多種技術，導入轉基因水稻品種，育成的品種穎花閉合，花葯不外露，有效阻止自身花粉向外漂移，從而起到防外源轉基因逃逸的目的。
圖1為培育的閉穎授粉與開穎授粉的品系比較。
具體實施例方式一種利用閉穎基因抑制水稻花粉漂移的方法，用於防止轉基因水稻基因逃逸。具體內容如下1、採用雜交、回交和分子標記輔助選擇的方法將水稻或其近緣物種中的閉穎基因導入抗除草劑轉基因水稻中，通過分子標記輔助選擇和自交純合，培育閉穎抗除草劑轉基因水稻品種。依次進行以下步驟①、將具有閉穎性狀的CL-SUN(Maeng et al.，2006)、8m30 (倪大虎等，2009)等突變體(閉穎基因標記為aa，除草劑敏感基因為bb)與含Bar基因的開穎授粉轉基因水稻秀水04、加禾212等(開穎基因標記為AA，除草劑抗性基因基因型標記為BB)雜交，獲得雜種 F1 (基因型為AaBb)植株。②、由於獲得的雜種Fl (基因型AaBb)基因型不分離，以雜種F1為母本，經人工去雄，分別與含Bar基因的轉基因水稻秀水04、加禾212等(基因型為AABB)回交(含Bar基因的轉基因水稻秀水04、加禾212等為輪迴親本)，獲得回交一代BC1F1種子。BC1F1代為分離世代，產生四種基因型(AABB、AABb, AaBB和AaBb)單株。③、基因組DNA的提取分別取BC1F1代單株幼嫩葉片0. 5克左右，置於2. Oml離心管中，加液氮研磨至粉末狀，加 700ul DNA 提取緩衝液(含 100mmol/L Tris-HCI，20mmol/L EDTA, 500mmol/L NaCI, 1. 5% SDS)，60°C條件下振動水浴1小時，取出後至室溫時加入等體積的氯仿異戊醇04 1)，來回顛倒充分混勻後靜置30分鐘，IOOOOrpm離心15分鐘，將上清液移至1. 5ml 離心管中，加入等體積的預冷的異丙醇，混勻，室溫下靜置30分鐘，沉澱用400ul 70%乙醇洗滌，IOOOOrpm離心10分鐘，室溫下乾燥後溶於50ul雙蒸水中。④根據與基因緊密連鎖的標記，合成引物。表1與基因連鎖的標記
權利要求
1.一種利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法，其特徵在於將水稻或其近緣物種的閉穎基因導入轉基因水稻，使選育的轉基因品種穎殼不張開，花葯不外露，無法使自身的花粉向外漂移，從而達到阻止轉入的外源基因通過花粉漂移向外擴散的目的，有效降低生態風險。
2.根據權利要求書1所述的抑制轉基因水稻花粉漂移的方法，其特徵在於，所述水稻為轉基因水稻品種。
3.根據權利要求書1、2所述的抑制轉基因水稻花粉漂移的方法，其特徵在於所述水稻閉穎基因是能導致水稻或其近緣物種穎殼不張開的所有閉穎基因中的一種或幾種，包括已經標記和/或克隆的ld(t)、cl7等基因，以及在以後研究中發現的導致閉穎性狀的其他閉穎基因。
4.根據權利要求書1、2、3所述的利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法，其特徵在於所述的將閉穎基因導入轉基因水稻品種的方法包括雜交、回交、花葯培養、分子標記輔助選擇、RNA幹涉、反義RNA或轉基因中的一種或幾種。
5.根據權利要求書1、2、3、4所述的利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法，其特徵在於所述轉基因水稻花粉漂移是指轉基因水稻花粉漂出，導致外源基因向其近緣物種逃逸。
全文摘要
本發明公開了一種利用閉穎基因抑制轉基因水稻花粉漂移的方法。將水稻或其近緣物種閉穎基因導入轉基因水稻，育成的轉基因水稻品種能夠正常結實，但穎殼不開張，花葯不外露，可以有效防止轉入的外源基因通過自身花粉漂流到其他品系或其近緣物種，造成基因汙染。此方法通過選育閉穎性狀的轉基因品種，達到阻止轉基因水稻花粉漂移，降低生態環境風險。閉穎基因可選用已經標記或克隆的ld(t)(lodiculeless spikelet)、cl7等基因，或者選擇在以後研究中發現的導致閉穎性狀的其他閉穎基因。
文檔編號C12N15/82GK102273400SQ201110168578
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月22日 優先權日2011年6月22日
發明者倪大虎, 倪金龍, 宋豐順, 張毅, 李莉, 楊亞春, 楊劍波, 汪秀峰, 陸徐忠 申請人:安徽省農業科學院水稻研究所