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华南农大克隆出水稻新温敏核不育基因

9月17日从华南农业大学获悉,该校亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室庄楚雄课题组 继克隆到培矮64S温敏不育基因后,近日又克隆出一个新的水稻温敏核不育基因。相关成果发表于《自然—通讯》杂志。庄楚雄研究员和中国科学院遗传与发育生 物学研究所曹晓风研究员为这篇文章的共同通讯作者,共同第一作者是华南农业大学周海博士及中国科学院遗传与发育生物学研究所周明博士。

利用温敏不育系培育的两系杂交水稻免除了保持系,在不同的温度条件下既可作为不育系与恢复系杂交制种,又可以自身繁殖,从而简化了繁种制种程序,降低了杂交种子生产成本。更重要的是,两系杂交稻的配组较自由,选配到优良组合的几率较高。

据介绍,安农S-1是于1987年被发现的第一个籼稻温敏不育系,其温敏不育性由一隐性基因tms5控制。株1S是使用率最高的籼型两用不育系之一。 2011年,我国种植的两系杂交水稻中,有71个品种是用带有tms5的两用不育系培育而成,占所有两系杂交稻品种的71%,其种植面积超过全国两系杂交 稻种植面积的80%。

tms5是功能缺失的基因,其野生型基因编码了一个短版的RNase Z家族蛋白。该蛋白可降解三个编码泛素与核糖体融合蛋白基因UbL40的mRNA。低温下生长的安农S-1的UbL40 mRNA表达量较低且与野生型类似,因此其花粉育性正常;高温下,野生型水稻中RNase Z能及时降解受温度诱导的UbL40 mRNA,因而维持花粉正常发育;不育系中,受温度诱导的UbL40 mRNA不能被功能缺失的RNase Z及时切割而导致其mRNA积累,进而可能影响细胞内泛素平衡,引发花粉母细胞液泡化,最终导致花粉败育。

该成果率先阐明了水稻中控制温敏不育的分子机理,同时揭示了RNase Z这一基因家族成员的新功能、泛素平衡调控的新途径和植物生殖发育应答高温环境的新机制,有助于加快温敏不育系的培育。

《中国科学报》 (2014-09-18 第4版 综合)
点击次数:  更新时间:2014/09/30  【打印此页】  【关闭
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