CN116024231A - 光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5及其在棉花中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5及其在棉花中的应用，涉及基因工程和农业作物遗传育种技术领域。本发明提供了一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，可通过改变正常棉花植株中Ghpsm5基因的序列，使其不能正常表达，可以导致棉花在日照时数大于等于12.5小时的长日照条件下雄性不育；日照时数小于等于12.0小时的短日照条件下恢复雄性育性；日照时数在大于12.0小时但小于12.5小时时不能自交结铃，仍可用于杂交制种。改变该基因对雌性育性无影响。通过生物技术阻止该基因的表达，可以创制棉花光敏核隐性雄性不育系，用于棉花育种。

Description

光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5及其在棉花中的应用

技术领域

本发明属于基因工程和农业作物遗传育种技术领域，具体涉及光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5及其在棉花中的应用。

背景技术

棉花是世界上最主要的农作物之一，目前有七十多个国家种植，中国、印度和美国是主要的棉花生产国。提高棉花产量和品质是棉花科学研究的主要任务。杂种优势是一种被人类在农业上应用最为成功的生物学现象，棉花也是一种杂种优势十分明显的经济作物。棉花杂交种具有营养生长优势、产量优势和耐高温、耐湿、耐旱、耐瘠、耐病等抗逆优势，因此杂交种应用成为棉花育种的重要手段。美国于20世纪40年代便开始了棉花杂种优势利用的相关研究，直到70年代培育出具有哈克尼西棉的胞质雄性不育系，并实现了三系配套。中国杂交棉育种发展迅速，利用胞质雄性不育系的三系法、隐性核雄性不育系的两系法及人工去雄辅助授粉方法均有应用。我国杂交棉利用在2007年达到高峰，其中长江流域棉区90％以上面积为杂交棉，但杂交种主要是通过人工去雄辅助授粉方法制种。2007年之后随着劳动力成本增高，杂交棉种子成本急剧攀升，杂交棉种植面积迅速减少。水稻的“三系法”“两系法”杂交水稻的相继成功已经产生了巨大的社会效益和经济效益，而棉花“胞质互作不育系”的恢复系筛选困难，没有很好的优势组合；棉花核不育系制种时要拔除50％的可育株,其制种产量又受到限制，因此棉花杂交种的生产仍以人工去雄制种为主。创制既能作为不育系应用，自身又能繁殖的“两用系”材料是解决棉花杂交种应用的关键技术，也是世界难题。

棉花的核不育系发现的种类较多，到目前为止，一共发现了17个不同类型的核不育系，包括9个隐性核不育系，分别是ms1、ms2、ms3、ms5ms6、ms8ms9、ms13、ms14、ms15和ms16；8个显性核不育系，分别是Ms4、Ms7、Ms10、Ms11、Ms12、Ms17、Ms18以及Ms19。这17种不育系中，12个是在陆地棉中发现的，5个发现于海岛棉中；ms2和Ms4等为完全不育，ms1和ms3等仅是部分不育，ms8ms9则表现为花药不开裂。其中ms5、ms8和ms9等有分子标记定位在染色体上。核雄性不育基因的研究处于寻找标记的阶段，未见上述相关基因的专利和报道。

中国农业科学院棉花研究所利用航天诱变育种技术，培育棉花芽黄光敏雄性不育突变体中9106，在光照周期大于13.5h的长日照条件下表现为雄性不育不育，在光照周期小于13.5小时的短日照条件，且日平均温度大于等于21.5℃的条件下表现可育。张朝军应用棉花材料W10进行大量组织培养，获得了一个光敏核隐性雄性不育突变体psm4(ZL201810132189.8)；并获得了与光敏核隐性雄性不育性状相关的分子标记(ZL202010869171.3)。通过对分子标记关联区间的基因功能验证，找到了控制棉花光敏核隐性雄性育性的基因Ghpsm5；通过对Ghpsm5基因的编辑，获得光敏核隐性雄性不育材料ps201。

发明内容

本发明的目的在于提供光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5及其在棉花中的应用，基于所述基因和/或启动子，利用光周期的变化改变植物育性，从而创制棉花或其他植物光敏核隐性雄性不育材料。

本发明提供了一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，所述光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5编码的蛋白质的氨基酸序列包括SEQ ID NO.2所示的序列，或与SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列具有75％以上同一性的蛋白质。

本发明还提供了一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，所述光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5的核苷酸序列包括SEQ ID NO.1所示，或对SEQ IDNO.2所示蛋白质经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有调控花药开裂功能的衍生蛋白质的核苷酸序列。

本发明还提供了一种调控上述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5表达的启动子，所述启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明还提供了上述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5或上述启动子在创制植物光敏核雄性不育材料中的应用。

优选的，所述植物光敏核隐性雄性不育材料在日照时数大于等于12.5小时条件下花粉发育异常，花药不开裂，造成雄性不育；在日照时数小于等于12.0小时时，花粉发育恢复正常，花药正常开裂，恢复雄性育性；日照时数在高于12.0小时但低于12.5小时时，接近花朵基部的部分花药偶然开裂散粉，散出的花粉活力正常，但数量较少(一般低于5个花药)，很难自交结铃，仍可用于杂交制种；在长日照条件下开花的光敏核隐性雄性不育棉花材料，转入短日照处理15-18天后，可转变为雄性可育，具体转化时间受蕾发育速度影响，Ghpsm5基因编辑材料ps201在安阳8月份处理时转化时间为17天；在短日照条件下开花的棉花光敏核隐性雄性不育材料，表现为正常可育，转入长日照条件种植15-18天，可转变为雄性不育，具体转化时间受蕾发育速度影响，ps201在安阳8月份处理时转化时间为17天。

本发明还提供了一种植物光敏核隐性雄性不育材料的创制方法，包括调控和/或改变上述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5的活性和\或表达规律。

优选的，所述调控和/或改变的方法，包括基因编辑、RNAi、反义RNA和DNA甲基化中的一种或多种。

优选的，所述调控和/或改变的方法，包括通过基因工程方法，利用上述启动子作为启动子构建表达载体，表达能够对雄性器官发育发生作用的蛋白质、RNA和/或DNA序列。

优选的，所述雄性器官包括花药。

本发明还提供了依托上述创制方法得到的光敏核隐性雄性不育材料在植物育种中的应用。

有益效果：本发明提供了一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，可通过改变正常棉花植株中Ghpsm5基因的序列，使其不能正常表达，可以导致棉花在日照时数大于等于12.5小时的长日照条件下花粉无活性，花药不开裂导致雄性不育；日照时数小于等于12.0小时的短日照条件下花粉发育正常，花药开裂正常而恢复雄性育性；日照时数在高于12小时但低于12.5小时时，接近花朵基部的部分花药可以开裂散粉，散出的花粉活力正常，但数量较少(一般低于5个花药)，很难自交结铃，仍可用于杂交制种。

改变该基因对雌性育性无影响，且Ghpsm5与psm1的低温黄化无关，因此通过生物技术阻止该基因的表达，可以创制棉花光敏核隐性雄性不育系，用于棉花育种。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为植物CRISPR/Cas9-Ghpsm5载体示意图；

图2为棉花遗传转化CRISPR/Cas9-Ghpsm5的流程(A)及各个生长发育阶段的拍照图(B)，图中a:下胚轴切段，b、c:早期愈伤，d:后期愈伤，e:胚性愈伤组织，f:球形胚，g:心形胚，h:鱼雷胚，i；子叶胚，j:再生棉花苗；标尺：a-e为5mm，f-j：1mm。

图3为基因编辑获得的棉花光敏核隐性雄性不育系ps201的表现及编辑位点分析结果图；图中a-d:ps201在海南省崖城中棉所南繁基地冬季南繁条件下雄性可育的植株、开花当天的花药和柱头、正常散粉的花药、花粉粒活性检测(有活性)；图中e-h:ps201在河南省安阳中棉所试验田正常种植雄性不育条件下的植株(人工摘除叶片)、开花当天的花药和柱头、不能开裂的花药、人工取出的花粉粒活性检测(无活性)；i-j为编辑位点。

具体实施方式

本发明提供了一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，所述光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5编码的蛋白质的氨基酸序列包括SEQ ID NO.2所示的序列，或与SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列具有75％以上同一性的蛋白质。

在本发明主要利用光敏核隐性雄性不育材料psm5，通过psm5与W10杂交后代基因组测序、关联分析及分子标记研究，已获得该性状的紧密连锁的分子标记。通过对标记区段候选基因的功能研究，获得了棉花光敏核隐性雄性不育基因，命名为Ghpsm5。通过改变正常棉花植株中Ghpsm5基因的序列，使其不能正常表达，可以导致棉花在日照时数大于12.5小时的长日照条件下花粉无活性，花药不开裂致雄性不育；日照时数小于12.0小时的短日照条件下花粉发育正常，花药开裂正常而恢复雄性育性；日照时数在12.5-12小时之间时，接近花朵基部的部分花药偶然开裂散粉，散出的花粉活力正常，但数量较少(一般低于5个花药)，很难自交结铃，仍可用于杂交制种。改变该基因对雌性育性无影响，并且Ghpsm5与psm1的低温黄化无关。本发明中所涉及到的W10体细胞再生植株以及各种突变体如psm5，均已在文章(棉花光敏核隐性雄性不育系psm5的培育及其育性转变规律；棉花光敏核隐性雄性不育突变体psm4创制及其特性研究)中公开，并承诺自申请日起20年内向公众发放。

本发明所称“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发明的SEQ ID No.1和\或SEQ ID NO.3的核苷酸所示的DNA分子或cDNA分子或RNA分子，和\或SEQID NO.2所示的氨基酸残基组成的蛋白，具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。

本发明还提供了一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，所述光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5的核苷酸序列包括SEQ ID NO.1所示，或对SEQ IDNO.2所示蛋白质经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有调控花药开裂功能的衍生蛋白质的核苷酸序列。本发明所述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5分离自陆地棉。

本发明还提供了一种调控上述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5表达的启动子，所述启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

特别说明的是，与本发明分离得到的Ghpsm5基因或\和启动子的核苷酸序列具有75％或者更高同一性且编码所述SEQ ID NO.2蛋白，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。

本发明还提供了上述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5或上述启动子在创制植物光敏核隐性雄性不育材料中的应用。

本发明通过对所述Ghpsm5基因在DNA水平上或RNA水平上操作，使Ghpsm5基因失去完整表达能力和\或丧失翻译成蛋白能力；也可以对所述的启动子在DNA水平上操作，使启动子丧失启动下游基因表达的能力和\或改变启动下游基因能力，从而改变Ghpsm5基因的表达，创制棉花或其他植物光敏核隐性雄性不育材料。本发明所述植物光敏核隐性雄性不育材料在正常栽培的大田条件下，日照时数大于等于12.5小时条件下花粉发育异常，花药不开裂，造成雄性不育；在日照时数小于等于12.0小时时，花粉发育恢复正常，花药正常开裂，恢复雄性育性；日照时数在高于12.0小时，但低于12.5小时时，接近花朵基部的部分花药偶然开裂散粉，散出的花粉活力正常，但数量较少(一般低于5个花药)，未见自交结铃，仍可用于杂交制种。

本发明还提供了一种植物光敏核隐性雄性不育材料的创制方法，包括调控和/或改变上述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5的活性和\或表达规律。

本发明所述调控和/或改变的方法，优选包括基因编辑、RNAi、反义RNA和DNA甲基化中的一种或多种，优选还包括通过基因工程方法，利用上述启动子作为启动子构建表达载体，表达能够对雄性器官发育发生作用的蛋白质、RNA和/或DNA序列。本发明所述雄性器官优选包括花药。

在本发明中，利用包括基因编辑、RNAi、反义RNA、DNA甲基化等方法中的至少一种对上述Ghpsm5基因和/或启动子序列进行改变，从而改变Ghpsm5基因的活性和\或表达规律，创制棉花但不限于棉花的植物光敏核隐性雄性不育材料。本发明所述Ghpsm5基因的核苷酸序列包括a)-d)中的任一种：a)编码序列是SEQ ID NO.1的DNA分子或cDNA分子、b)与SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码SEQ ID NO.2所述蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子、c)在严格条件下与SEQ ID NO.1的核苷酸序列杂交，且编码SEQ ID NO.1基因的cDNA分子或基因组DNA分子；d)与a)或b)或c)所述DNA分子反向互补的DNA分子。本发明所述启动子的序列优选为以下1)-3)中的任一种：1)其核酸序列是SEQID NO.3的DNA分子；b)与a)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性的基因组DNA分子；c)与a)或b)所述DNA分子反向互补的DNA分子。

本发明对所述能够引起Ghpsm5基因和/或启动子序列进行改变的方法的操作步骤并没有特殊限定，利用本领域的常规方法进行即可。

本发明还提供了依托上述创制方法得到的光敏核隐性雄性不育材料在植物育种中的应用。

为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5及其在棉花中的应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的中棉所24(王新勇，刘伊宁.中棉所24在北疆的表现及栽培技术[J].中国棉花,1998,25(1):31-31.)公众可从中国农业科学院棉花研究所国家棉花种质中期库获得，该生物材料只为重复本发明的相关实验所用，不可作为其它用途使用。

下述实施例中的农杆菌LBA4404为北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司的产品，产品目录号为MCC026。

实施例1

利用基因编辑技术编辑Ghpsm5基因获得棉花光敏核隐性雄性不育材料

1、编辑载体的构建

将含有2个gRNA的DNA片段与经过BSAI酶切得到的CRISPR/Cas9线性质粒连接，将连接产物转化入大肠杆菌感受态细胞中，挑取单克隆，阳性检测，从阳性克隆提取质粒得到CRISPR/Cas9-Ghpsm5重组载体(图1)。

gRNA：

SEQ ID NO.4：CCAAGCTCCCACATTAGAAACGG

SEQ ID NO.5：CATTCCAGAAAGCAAACAACAGG

阳性检测采用引物：

CAS9-F(SEQ ID NO.6)：5’-ACACAGGAGCGTTTATATAAGCGA-3’，

CAS9-R(SEQ ID NO.7)：5’-TGGTTTGTTGGTCGCCGTTAG-3’。

PCR扩增的反应条件为：94℃预变性5min；94℃30sec，58℃30sec，72℃1min，30个循环；72℃延伸5min。

2、利用基因编辑技术培养光敏核隐性雄性不育材料

将CRISPR/Cas9-Ghpsm5载体转化根癌农杆菌LBA4404，得到含有CRISPR/Cas9-Ghpsm5的重组农杆菌，命名为LBA4404/Ghpsm5。

根据文献(FiroozabadyE,DeBoerDL,Merlo D J,et al.Transformation ofcotton(Gossypium hirsutumL.)by Agrobacterium tumefaciens and regeneration oftransgenic plants[J].Plant Molecular Biology,1987,10(2):105-116.)的方法采用农杆菌介导的遗传转化方法，用LBA4404/Ghpsm5进行中棉所24棉花下胚轴的转化，将编辑基因转入棉花基因组中，经过卡那霉素筛选、再生后进行转基因棉花的移栽(图2)。收获T0代卡那霉素抗性植株上的T1代自交种，在T1代中的光敏核隐性雄性不育个体进行分子检测。

取叶片提取DNA，以该DNA为模板，以下述引物为引物，进行PCR扩增，扩增引物回收，连接T载体，转入大肠杆菌，挑单克隆测序，检测基因编辑情况，经测序发现，光敏核隐性雄性不育植株的Ghpsm5基因编辑靶点1区段有5个碱基的缺失，靶点2区段有2个碱基缺失(位点序列及检测结果见图3中i和j)。

Ghpsm5-F1(SEQ ID NO.8)：5’-GGGCAGGATCGGAGATTGTT-3’

Ghpsm5-R1(SEQ ID NO.9)：5’-GCATCGGAACCCAACAGGA-3’、

Ghpsm5-F2(SEQ ID NO.10)：5’-GGTTCTCGGTTGTTGCCAAT-3’

Ghpsm5-R2(SEQ ID NO.11)：5’-AGATAGGACAGCTACACAGGC-3’

将经过基因编辑的材料继续种植，发现从T1代到T3代均保持了光敏核隐性雄性不育特性，命名为ps201(图3)。

3、基因编辑的雄性不育材料育性遗传分析

供试材料：以非转基因中棉所24作为父本，基因编辑获得的光敏核隐性雄性不育材料ps201为母本，配制杂交组合。F₁代均正常可育，F₂代分离出光敏核隐性雄性不育个体，分离比符合3:1的单隐性基因遗传规律，经分子鉴定发现光敏核隐性雄性不育性状与基因编辑位点共分离。

分子鉴定方法：将F₂代种植在安阳中棉所试验田。等棉花开花后鉴定雄性可育株和雄性不育株；在136株F₂群体中鉴定到雄性不育单株32株，32株单独提取DNA，然后将其中的23株DNA等量混合，与剩余的9株一起形成10个样品进行检测，田间可育株取3株进行检测，检测一个编辑位点。检测结果显示雄性不育单株及混样中未检测到没有编辑的序列，在正常可育单株中选取30株检测，可以检测到有编辑序列和非编辑序列的杂合单株17株和没有基因编辑的单株13株。

3.1具体检测方法如下

a:取地里种植的F₂代植株叶片用冰盒带回实验室，保存于-80℃冰箱。采用CTAB法提取叶片DNA。

b:使用KOD高保真酶将编辑两个位点的序列从DNA中扩增出来，对片段大小与目标片段一致的条带进行胶回收，连接T载体后转化大肠杆菌，涂布含有卡那霉素的LB固体培养基，在37℃培养箱倒置过夜(12-24h)。

c:(1)观察长出的单菌落，确定可挑取；在超净工作台中，按1ml：1μl的比例，向LB中相应体积的kana抗生素，并轻轻摇匀；向离心管中加入上述LB溶液300-500μl，随后挑取单菌落，连同枪头一起打入离心管中；放入37℃摇床进行摇菌3h以上，以备检测；将检测片段大小与目标片段大小一致的大肠杆菌送公司进行测序

d:对测序结果与目标序列进行比对，确定是否被编辑。

4、基因编辑的光敏核隐性雄性不育系的光周期相应时间

在河南安阳棉花正常生长时期，将ps201种植在花盆中，到棉花进入开花期后，可以观察到ps201花药不开裂，花粉无活力，表现为雄性不育。在下午将花盆移入室内进行遮光处理，晚上20点后将花盆移出到室外正常光照区域。当移出花盆17天后，当光照时数控制在小于12.0小时的处理开始正常散粉，大于12.5小时的处理没有散粉。可以推断，ps201在日照时数大于12.5小时的条件下表现为雄性不育，当日照时数小于12.0小时的条件下转变为可育。

当ps201种植在海南崖城中棉所南繁基地时，在10月下旬播种，当12月开花时为正常可育，到第二年4月中旬，南繁结束后，海南日照时数开始大于12小时，17天后转变为雄性不育，但有少量花朵的基部花药有偶然散粉现象。在河南安阳种植时，在9月中旬到下旬，日照时数从12.5小时向12小时转变期间，可见少量花药散粉，当日照时数小于12小时的17天后，开始与正常棉花一样散粉结铃，呈现雄性可育特性。

实施例2

利用基因编辑材料培育光敏核隐性雄性不育系

1、将实施例1中获得的光敏核隐性雄性不育单株，在日照时数小于12.0小时的地区种植，自交，可以繁殖光敏核隐性雄性不育系。

2、将1获得的光敏核隐性雄性不育系材料与正常可育材料杂交，在后代中分离出光敏核隐性雄性不育材料，将后代材料种植在日照时数大于12.5小时的地区，从中选育带有光敏核隐性雄性不育特性的棉花新材料。

实施例3

光敏核隐性雄性不育系的育种应用

通过基因编辑技术破坏Ghpsm5基因正常表达导致光敏核隐性雄性不育。鉴于我国棉区及世界主产棉国棉区，在棉花正常生长阶段，日照时数均大于12.5小时，该类光敏核隐性雄性不育材料均表现为雄性不育，可以作为母本进行杂交制种。在世界热带地区的冬季，棉花可以正常生长的地方，由于日照时数小于12小时而恢复育性，可以自交繁殖(如中国海南省三亚市)。没有进行该基因编辑的正常种植的棉花(除其他原因导致的雄性不育材料外)均表现正常可育，可以作为父本与光敏核隐性雄性不育材料配制杂交种，杂交种均能正常可育。因此生产上种植的正常棉花均可以作为恢复系进行杂交制种，其杂交种均可以用于棉花杂交种生产和育种应用。

1、利用实施例1或实施例2中获得的光敏核隐性雄性不育系，和正常可育棉花杂交，培育杂交种。

2、利用实施例1或实施例2中获得的光敏核隐性雄性不育系，和正常可育棉花杂交，在杂交后代中选育优良可育材料培育新品种；在杂交后代中选育优良光敏核隐性雄性不育材料培育光敏核隐性雄性不育系。

实施例4

光敏核隐性雄性不育系的智能化育种应用

1、利用实施例1～3的方法培育光敏核隐性雄性不育系，进行DNA测序。

2、将1测序的光敏核隐性雄性不育系种植，调查农艺性状。

3、选择优良品系做为父本，以光敏核隐性雄性不育株为母本杂交，调查父本和F₁的农艺性状，并对父本DNA测序。

4、用调查的父母本性状、DNA序列及F₁代的性状建立育种模型，形成光敏核隐性雄性不育系亲本选配算法。

5、将候选的父本材料测序，经模型计算预测该材料和光敏核隐性雄性不育系杂交后的F₁代性状，淘汰预测结果不理想的组合，配制杂种优势理想的组合，进入杂交育种测序，并调查F₁代农艺性状。重复3和4步骤工作，将结果反馈到模型中，以完善模型。形成依托光敏核隐性雄性不育系的智能化育种途径。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，其特征在于，所述光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5编码的蛋白质的氨基酸序列包括SEQ ID NO.2所示的序列，或与SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列具有75％以上同一性的蛋白质。

2.一种棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5，其特征在于，所述光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5的核苷酸序列包括SEQ ID NO.1所示，或对SEQ IDNO.2所示蛋白质经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的具有调控花药开裂功能的衍生蛋白质的核苷酸序列。

3.一种调控权利要求1或2所述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5表达的启动子，其特征在于，所述启动子的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

4.权利要求1或2所述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5或权利要求3所述启动子在创制植物光敏核隐性雄性不育材料中的应用。

5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述植物光敏核隐性雄性不育材料在日照时数大于等于12.5小时条件下花粉无活性，花药不开裂，造成雄性不育；日照时数在高于12小时但低于12.5小时时，接近花朵基部的少量花药能够开裂散粉，散出的花粉活力正常，但数量较少，很难自交结铃，仍可用于杂交制种；在日照时数小于等于12.0小时时，花粉发育恢复正常，花药正常开裂，恢复雄性育性。

6.一种植物光敏核隐性雄性不育材料的创制方法，其特征在于，包括调控和/或改变权利要求1或2所述棉花光敏核隐性雄性不育基因Ghpsm5的活性和\或表达规律。

7.根据权利要求6所述创制方法，其特征在于，所述调控和/或改变的方法，包括基因编辑、RNAi、反义RNA和DNA甲基化中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述创制方法，其特征在于，所述调控和/或改变的方法，包括通过基因工程方法，利用权利要求3所述启动子作为启动子构建表达载体，表达能够对雄性器官发育发生作用的蛋白质、RNA和/或DNA序列。

9.根据权利要求8所述创制方法，其特征在于，所述雄性器官包括花药。

10.依托权利要求6～9任一项所述创制方法得到的光敏核隐性雄性不育材料在植物育种中的应用。

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