專利名稱：一種利用閉穎基因抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)基因水稻種子的培育和生產(chǎn)領(lǐng)域。具體的說(shuō)，本發(fā)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(tài)風(fēng)險(xiǎn)的育種新方法。
背景技術(shù)：
通過(guò)轉(zhuǎn)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(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。自1983年首例轉(zhuǎn)基因作物問(wèn)世以來(lái)，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到了快速發(fā)展，現(xiàn)已成為20世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域最引人矚目的成就之一。我國(guó)科學(xué)家也獲得了一系列原創(chuàng)性成果，包括克隆了有重要應(yīng)用價(jià)值的新基因，如xal3、Bphl4、0sSKCl等；并成功培育出了一大批抗病、抗蟲(chóng)、耐非生物脅迫等轉(zhuǎn)基因水稻品系。但轉(zhuǎn)入的外源基因可以通過(guò)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(huán)境安全。外源基因的逃逸及其可能引發(fā)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已成為轉(zhuǎn)基因安全的核心問(wèn)題之一，例如，轉(zhuǎn)基因水稻通過(guò)花粉傳播可將目標(biāo)基因(如抗除草劑基因)導(dǎo)入到近緣物種，造成抗除草劑“超級(jí)雜草”的形成， 極大的危害生態(tài)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。由于閉穎授粉水稻植株穎殼不張開(kāi)，花藥不外露，花粉不會(huì)傳播到其他品系或其近緣種。Won et al. (1998)、通過(guò)誘變獲得了多個(gè)不同的閉穎授粉突變體，并定位了相關(guān)的閉穎基因(cl(t)、cl7)，將這些閉穎基因通過(guò)雜交或/和分子技術(shù)手段轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)基因水稻品種，可以有效阻止花粉漂流，減少對(duì)環(huán)境的潛在威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種利用閉穎基因抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法，通過(guò)該方法育成的品種穎花閉合，花藥不外露，有效阻止自身花粉向外漂移，從而起到防外源轉(zhuǎn)基因逃逸的目的。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下方案一種利用閉穎基因抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法，其特點(diǎn)是將水稻或其近緣物種的閉穎基因?qū)朕D(zhuǎn)基因水稻，使選育的轉(zhuǎn)基因品種穎殼不張開(kāi)，花藥不外露，無(wú)法使自身的花粉向外漂移，從而達(dá)到阻止轉(zhuǎn)入的外源基因通過(guò)花粉漂移向外擴(kuò)散的目的，有效降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明所述水稻閉穎基因是能導(dǎo)致水稻或其近緣物種穎殼不張開(kāi)的所有閉穎基因中的一種或幾種，包括已經(jīng)標(biāo)記和/或克隆的ld(t)、cl7等基因，以及在以后研究中發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)致閉穎性狀的其他閉穎基因。本發(fā)明將閉穎基因?qū)朕D(zhuǎn)基因水稻品種的方法包括雜交、回交、花藥培養(yǎng)、分子標(biāo)記輔助選擇、RNA干涉、反義RNA或轉(zhuǎn)基因中的一種或幾種。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有意效果具體體現(xiàn)在本發(fā)明將水稻或其近緣種的閉穎基因，通過(guò)雜交、回交、分子標(biāo)記輔助選擇、RNA干擾、反義RNA、花藥培養(yǎng)或基因轉(zhuǎn)化等一種或多種技術(shù)，導(dǎo)入轉(zhuǎn)基因水稻品種，育成的品種穎花閉合，花藥不外露，有效阻止自身花粉向外漂移，從而起到防外源轉(zhuǎn)基因逃逸的目的。


圖1為培育的閉穎授粉與開(kāi)穎授粉的品系比較。
具體實(shí)施例方式一種利用閉穎基因抑制水稻花粉漂移的方法，用于防止轉(zhuǎn)基因水稻基因逃逸。具體內(nèi)容如下1、采用雜交、回交和分子標(biāo)記輔助選擇的方法將水稻或其近緣物種中的閉穎基因?qū)肟钩輨┺D(zhuǎn)基因水稻中，通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇和自交純合，培育閉穎抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻品種。依次進(jìn)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(biāo)記為aa，除草劑敏感基因?yàn)閎b)與含Bar基因的開(kāi)穎授粉轉(zhuǎn)基因水稻秀水04、加禾212等(開(kāi)穎基因標(biāo)記為AA，除草劑抗性基因基因型標(biāo)記為BB)雜交，獲得雜種 F1 (基因型為AaBb)植株。②、由于獲得的雜種Fl (基因型AaBb)基因型不分離，以雜種F1為母本，經(jīng)人工去雄，分別與含Bar基因的轉(zhuǎn)基因水稻秀水04、加禾212等(基因型為AABB)回交(含Bar基因的轉(zhuǎn)基因水稻秀水04、加禾212等為輪回親本)，獲得回交一代BC1F1種子。BC1F1代為分離世代，產(chǎn)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，置于2. Oml離心管中，加液氮研磨至粉末狀，加 700ul DNA 提取緩沖液(含 100mmol/L Tris-HCI，20mmol/L EDTA, 500mmol/L NaCI, 1. 5% SDS)，60°C條件下振動(dòng)水浴1小時(shí)，取出后至室溫時(shí)加入等體積的氯仿異戊醇04 1)，來(lái)回顛倒充分混勻后靜置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(yù)冷的異丙醇，混勻，室溫下靜置30分鐘，沉淀用400ul 70%乙醇洗滌，IOOOOrpm離心10分鐘，室溫下干燥后溶于50ul雙蒸水中。④根據(jù)與基因緊密連鎖的標(biāo)記，合成引物。表1與基因連鎖的標(biāo)記
權(quán)利要求
1.一種利用閉穎基因抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法，其特征在于將水稻或其近緣物種的閉穎基因?qū)朕D(zhuǎn)基因水稻，使選育的轉(zhuǎn)基因品種穎殼不張開(kāi)，花藥不外露，無(wú)法使自身的花粉向外漂移，從而達(dá)到阻止轉(zhuǎn)入的外源基因通過(guò)花粉漂移向外擴(kuò)散的目的，有效降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法，其特征在于，所述水稻為轉(zhuǎn)基因水稻品種。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1、2所述的抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法，其特征在于所述水稻閉穎基因是能導(dǎo)致水稻或其近緣物種穎殼不張開(kāi)的所有閉穎基因中的一種或幾種，包括已經(jīng)標(biāo)記和/或克隆的ld(t)、cl7等基因，以及在以后研究中發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)致閉穎性狀的其他閉穎基因。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1、2、3所述的利用閉穎基因抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法，其特征在于所述的將閉穎基因?qū)朕D(zhuǎn)基因水稻品種的方法包括雜交、回交、花藥培養(yǎng)、分子標(biāo)記輔助選擇、RNA干涉、反義RNA或轉(zhuǎn)基因中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1、2、3、4所述的利用閉穎基因抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移是指轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂出，導(dǎo)致外源基因向其近緣物種逃逸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用閉穎基因抑制轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移的方法。將水稻或其近緣物種閉穎基因?qū)朕D(zhuǎn)基因水稻，育成的轉(zhuǎn)基因水稻品種能夠正常結(jié)實(shí)，但穎殼不開(kāi)張，花藥不外露，可以有效防止轉(zhuǎn)入的外源基因通過(guò)自身花粉漂流到其他品系或其近緣物種，造成基因污染。此方法通過(guò)選育閉穎性狀的轉(zhuǎn)基因品種，達(dá)到阻止轉(zhuǎn)基因水稻花粉漂移，降低生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。閉穎基因可選用已經(jīng)標(biāo)記或克隆的ld(t)(lodiculeless spikelet)、cl7等基因，或者選擇在以后研究中發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)致閉穎性狀的其他閉穎基因。
文檔編號(hào)C12N15/82GK102273400SQ201110168578
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)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(qǐng)人:安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所