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全球首个水稻温敏雌性不育基因成功克隆

2023-05-23 06:07 作者: 许治远 来源: 324934 次阅读

9月15日,记者从湖南农业大学农学院获悉,该院叶能辉教授联合香港浸会大学张建华教授等专家,在Cell Research(《细胞研究》)发表研究论文。该论文报道了一个自然突变的水稻温敏雌性不育材料,克隆了全球首个水稻温敏雌性不育基因,并解析了由其介导的温敏雌性不育调控新机制。

杂种优势已被广泛用于提高水稻产量和抗性,可使用三系法或两系法生产杂交水稻种子。传统方法制种时,恢复系作为父本为雄性不育的母本提供花粉。因此在收获杂交种子之前,需要人工先行割除恢复系,以免恢复系自交产生的种子混入杂交种子,阻碍了杂交水稻实现全程机械化制种技术。此外,恢复系与不育系种植距离较远也会降低制种产量,人工成本高和制种产量低是制种成本高的主要原因。

理论上,温敏雌性不育恢复系是实现全程机械化制种的理想材料。虽然已鉴定许多雌性不育的水稻材料,但这些材料难以便捷安全地用于繁种,影响了雌性不育恢复系在生产上大规模应用。温敏雌性不育水稻材料在低温下可自交结实,解决了雌性不育系繁种困难的问题,将这一性状导入到恢复系材料,可实现杂交水稻制种的全程机械化。然而,这种种质在自然界很少见,至今未培育出一例水稻温敏雌性不育恢复系。

叶能辉教授和张建华教授团队在得到自然突变的水稻温敏雌性不育材料后,研究发现该性状受单一隐性核基因控制。研究人员利用图位克隆技术及测序技术,克隆出该突变基因。

初步克隆到该温敏雌性不育基因后,研究人员反复验证,证实该基因参与调控水稻温敏雌性不育性状,将该基因命名为TFS1,并阐明了该基因如何响应温度调控水稻雌蕊育性转换。

叶能辉教授表示,团队未来将挖掘更多的温敏雌性不育水稻种质资源,进一步探明温敏雌性不育基因的分子作用机制。研究人员将通过基因编辑,或回交手段创制温敏雌性不育的恢复系应用于生产,助力杂交水稻制种的节本增效。

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机械化收割杂交水稻种子。

初审:许治远

复审:傅仁斌

终审:袁万茂

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