一种OsUGE3基因突变体及其在培育水稻两用不育系中的应用的制作方法

本发明涉及生物育种，尤其涉及一种osuge3基因突变体及其在培育水稻两用不育系中的应用。

背景技术：

1、目前杂交稻制种技术体系主要包括“三系”和“两系”两大系统，前者以胞质雄性不育为基础，后者以光温敏不育为基础。“三系”系统恢保关系复杂，配组不灵活，但不育系不育性稳定，制种风险较小；“两系”系统无恢保关系限制，配组灵活，但因其不育系育性受光温影响的本质特性以及异常天气的存在，制种风险较高，而且育性转换临界条件受遗传背景影响较大，不育系培育难度加大。

2、水稻商业化杂种生产中，不育系败育是否彻底关乎制种的成败。生产对不育系育性的要求十分苛刻，理想的不育系应该败育彻底而且十分稳定。自杂交水稻应用起，“三系”系统始终占据支配地位，育种家宁愿忍受其恢保关系复杂而配组不灵活的缺点仍然坚持采用，其中一个重要原因在于其不育系良好的不育稳定性。相比之下，“两系”系统虽然应用也十分成功，但其繁、制种安全性问题一直难以完全克服，这严重制约了“两系”不育系的发展。

3、“两系”不育系的安全性分制种安全和繁种安全两方面，尤以前者为关键，而影响“两系”不育系制种安全性的因素主要有两种：一种为异常天气的存在，使得不育系育性发生逆转，繁制种受影响甚至失败，另一种则为不育系本身育性转换临界条件(比如临界温度)的不稳定性(发生漂移)，这种不稳定性是指在农艺性状稳定后，在加代繁殖过程中，不育系的育性转换临界条件发生漂移(如不育起点温度上升)，以及稳定不育系群体中不同植株的育性转换临界条件不一致的现象。一直以来，研究者和育种家采取了多种手段，试图解决“两系”不育系的制种安全问题，然而，“两系”的制种安全问题并未获得实质性解决。

4、目前生产中应用的不育系主要利用的是温敏不育基因tms5(zhou h,zhou m,yangy,et al.rnase z(s1)processes ubl40 mrnas and controls thermosensitivegenic male sterility in rice.nature communications,2014,5:4884)，据张华丽等(张华丽,陈晓阳,黄建中,等.中国两系杂交水稻光温敏核不育基因的鉴定与演化分析.中国农业科学,2014:1-9)分析，近年来选育的不育系中含有tms5基因的占比高达95％以上。因此，现在两系不育系的诸多缺点也几乎等同于不育基因tms5的缺点，含有tms5的不育系在其敏感期经历较短时间低温即可转育的特性决定了利用其制种始终面临风险，不改变不育基因，缺点难以克服。因此，寻找败育更加稳定的可替代tms5的新两系不育基因是解决目前两系不育系制种安全性问题的关键。

5、事实上，水稻中环境敏感不育基因颇为丰富，目前包含tms5在内至少有14个环境敏感不育基因得到了克隆，另还有至少15个环境敏感不育基因位点得到了鉴定尚待进一步克隆(参见综述fany,zhang q.genetic andmolecular characterization ofphotoperiodand thermo-sensitive male sterility in rice.plant reproduction,2018,31(1):3-14；peng g,liu z,zhuang c,et al.environment-sensitive genic male sterility inrice and other plants.plant,cell&environment,2023,46:1120-1142)。然而诸多环境敏感不育基因中在繁制种安全性上是否有优于tms5者尚待更多育种实践来检验。

技术实现思路

1、针对以往光温敏不育系制种安全性不高的问题，本发明提供了一种osuge3基因突变体及其在培育水稻两用不育系中的应用，用以培育更高制种安全性的水稻两用不育系。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种osuge3基因突变体，所述突变体序列为如seq idno.1所示的osuge3基因全长基因组序列中1个碱基发生取代而获得的核苷酸序列。

4、进一步地，所述突变体的核苷酸序列如seq id no.5所示。

5、第二方面，本发明提供了一种上述osuge3基因突变体在培育水稻两用不育系中的应用。

6、进一步地，所述水稻两用不育系为因生长环境不同，其雄性育性可在不育和可育之间转换的水稻材料。

7、进一步地，所述不育的方法，为：种植包含osuge3基因突变体的水稻植株时，通过调整播种时间使其孕穗期处于日平均最低气温不低于24℃的长日照环境中，一般地，长江流域及以南低海拔(300米以下)多数地区6月下旬至9月上旬均符合上述要求。

8、进一步地，所述可育的方法，为：种植包含osuge3基因突变体的水稻植株时，通过调整播种时间使其孕穗期处于日平均最高温度不高于28℃的短日照环境中，并且抽穗扬花时处于日平均最高温度在28～31℃的环境中。

9、进一步地，所述培育的方法，包括：

10、将包含所述osuge3基因突变体、重组载体或重组微生物的水稻与其他品种水稻杂交后，再通过杂交、回交或自交方式，培育得到水稻两用不育系。

11、进一步地，方法(2)具体为：将包含所述osuge3基因突变体的水稻与其它品种进行杂交，杂一代及后续世代可选择继续杂交、回交和自交三种操作中的任意一种，无论何种操作，须实施2次以上自交以使材料稳定；

12、因osuge3基因突变体控制的不育为配子体不育(在致不育的环境下，杂合基因型植株极少产生突变型配子，其花粉表现为半不育，但可以正常结实)，在可使突变株不育的条件下，osuge3基因杂合突变株不能作父本只能作母本进行杂交或回交操作；

13、在可使突变株不育的条件下，杂合突变株后代极少产生纯合不育株后代，因此分离后代群体中宜通过分子标记分析或花粉育性观察选择杂合突变株进行加代或进行其它操作；

14、在符合不育系选育目标要求的杂合突变株趋于稳定时，应将其下一代植株或其当代稻桩种植于可使突变株恢复育性的环境下，使杂合突变株后代分离出较多纯合突变株；

15、在获得趋于稳定的纯合突变株后，宜将其在可恢复其育性的环境下加代繁殖，以使材料彻底稳定。

16、进一步地，所述osuge3基因突变体在水稻两用不育系培育中的应用并不限于osuge3基因突变体单一基因的应用，还包括将osuge3基因突变体与其它环境敏感不育基因组合应用。

17、第三方面，本发明提供了一种基于上述osuge3基因突变体的kasp分型引物，所述引物包括上游分型引物uge3wt-f、上游分型引物uge3mut-f和下游通用引物uge3-r；所述uge3wt-f的序列如seq id no.24所示，所述uge3mut-f的序列如seq id no.25所示，所述uge3-r的序列如seq id no.26所示。

18、第四方面，本发明提供了一种上述kasp分型引物在水稻两用不育系基因分型检测中的应用。

19、本发明提供了一种osuge3基因突变体及其在水稻两用不育系培育中的应用。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明发现了水稻中osuge3基因突变可产生配子体基因型控制的环境敏感雄性不育，揭示了osuge3基因突变体在水稻两系不育系培育中的应用价值，为水稻育种领域提供了一种新的两用不育系系统和技术方案。采用本发明提供的不育基因创制的两用不育系，与传统光温敏不育系相比，不育性不容易受温度波动的影响，制种时不育系恢复育性的风险更低，因此制种安全性更高。