本報(bào)訊(記者朱漢斌通訊員李靜、侯建國(guó))記者9月17日從華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉,該校亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室莊楚雄課題組繼克隆到培矮64s溫敏不育基因后,近日又克隆出一個(gè)新的水稻溫敏核不育基因。相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》雜志。
利用溫敏不育系培育的兩系雜交水稻免除了保持系,在不同的溫度條件下既可作為不育系與恢復(fù)系雜交制種,又可以自身繁殖,從而簡(jiǎn)化了繁種制種程序,降低了雜交種子生產(chǎn)成本。更重要的是,兩系雜交稻的配組較自由,選配到優(yōu)良組合的幾率較高。
據(jù)介紹,安農(nóng)s-1是于1987年被發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)秈稻溫敏不育系,其溫敏不育性由一隱性基因tms5控制。株1s是使用率最高的秈型兩用不育系之一。2011年,我國(guó)種植的兩系雜交水稻中,有71個(gè)品種是用帶有tms5的兩用不育系培育而成,占所有兩系雜交稻品種的71%,其種植面積超過(guò)全國(guó)兩系雜交稻種植面積的80%。
tms5是功能缺失的基因,其野生型基因編碼了一個(gè)短版的rnasez家族蛋白。該蛋白可降解三個(gè)編碼泛素與核糖體融合蛋白基因ubl40的mrna。低溫下生長(zhǎng)的安農(nóng)s-1的ubl40mrna表達(dá)量較低且與野生型類似,因此其花粉育性正常;高溫下,野生型水稻中rnasez能及時(shí)降解受溫度誘導(dǎo)的ubl40mrna,因而維持花粉正常發(fā)育;不育系中,受溫度誘導(dǎo)的ubl40mrna不能被功能缺失的rnasez及時(shí)切割而導(dǎo)致其mrna積累,進(jìn)而可能影響細(xì)胞內(nèi)泛素平衡,引發(fā)花粉母細(xì)胞液泡化,最終導(dǎo)致花粉敗育。
該成果率先闡明了水稻中控制溫敏不育的分子機(jī)理,同時(shí)揭示了rnasez這一基因家族成員的新功能、泛素平衡調(diào)控的新途徑和植物生殖發(fā)育應(yīng)答高溫環(huán)境的新機(jī)制,有助于加快溫敏不育系的培育。