華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、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)室劉耀光課題組經(jīng)過(guò)10年艱苦鉆研，成功克隆出三系雜交稻廣泛利用的野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因，并闡明了不育發(fā)生的分子機(jī)理。研究論文《水稻線(xiàn)粒體與細(xì)胞核有害互作產(chǎn)生細(xì)胞質(zhì)雄性不育》今天在線(xiàn)發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》（Nature Genetics）。
據(jù)了解，細(xì)胞質(zhì)雄性不育是植物*的核質(zhì)基因互作的遺傳現(xiàn)象。我國(guó)的雜交水稻育種研究始于1964年。雜交水稻育種是應(yīng)用研究，它的成功基于上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)和利用的特定的野生稻雄性不育遺傳資源，其也被稱(chēng)為野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育。然而，學(xué)界對(duì)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育的分子遺傳基礎(chǔ)并不清楚。
在“973”計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，劉耀光課題組成功發(fā)現(xiàn)和克隆了野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因，并將其命名為WA352。該研究揭示，WA352是在野生稻進(jìn)化過(guò)程中由多個(gè)線(xiàn)粒體基因組片段重組產(chǎn)生的年輕新基因。
“我們的研究目的是發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因，并闡明不育產(chǎn)生的分子機(jī)制。”劉耀光說(shuō)。
據(jù)介紹，該項(xiàng)研究成果闡明了植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育通過(guò)線(xiàn)粒體不育基因和核基因的互作控制核質(zhì)不親和性（雄性不育）的分子機(jī)理，這有別于前人提出的能量代謝缺陷導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)雄性不育的假說(shuō)。該研究證明，除了細(xì)胞質(zhì)雄性不育的育性恢復(fù)涉及核質(zhì)基因互作，細(xì)胞質(zhì)雄性不育發(fā)生也是核質(zhì)基因互作的結(jié)果，是名副其實(shí)的“核質(zhì)互作不育”。
業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為，該項(xiàng)研究對(duì)研究生物的核質(zhì)基因協(xié)同進(jìn)化和相互作用有重大的科學(xué)意義，是植物雜交育種基礎(chǔ)理論研究的重大突破，有助于更有針對(duì)性地通過(guò)控制作物育性，利用雜種優(yōu)勢(shì)提高產(chǎn)量。
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