研究克隆水稻光温敏核不育基因

细胞研究, 2012年2月21日
来源：生物技术信息网

华南农业大学庄楚雄研究员课题组成功克隆了水稻光温敏核不育基因。2月21日《Cell Research》在线报道了该研究成果。该论文共同第一作者是博士生周海及刘勤坚。

利用光温敏不育系培育的两系杂交水稻免除了保持系，在不同的光温条件下既可以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，选配到优良组合的机率较高。因此，两系杂交育种是我国在水稻杂种优势利用的重大突破。目前，两系杂交稻育种主要利用温敏不育系。

“培矮64S”是由国家杂交水稻工程技术研究中心的罗孝和研究员以我国水稻育种家石明松发现的粳稻光敏不育系“农垦58S”为供体，以“培矮64”为受体，以回交选育成的籼型温敏核不育系。由于其广亲和性及良好的农艺性状，“培矮64S”已成为了推广面积最大的两系杂交稻不育系亲本。“培矮64”和多个籼型不育系虽然由“农垦58S”转育而来，但它们主要表现出温敏不育特性而非光敏不育特性。这种温敏不育性的遗传位点是否来源于“农垦58S”，粳型“农垦58S”的光敏不育性和它的籼型衍生系的温敏不育性是否由相同的基因控制，以及它们的分子调控机制有何异同等重要问题一直不清楚。

在国家重大基础研究计划（973）的支持下，该课题组经多年的研究发现，“培矮64S”温敏不育性主要受第12染色体的一个主效基因座p/tms12-1控制。p/tms12-1是一个非编码RNA基因，它的原始转录本经过至少2次加工产生一个小RNA。与正常水稻品种相比，温敏不育水稻在该小RNA序列内存在一个单碱基突变。研究结果进一步表明，“农垦58S”也具有相同的该突变基因，这个单碱基突变是在籼稻产生温敏不育性和在粳稻产生光敏不育性的共同原因。在正常水稻中，野生型P/TMS12-1的表达抑制了温敏或光敏不育的发生。而温敏和光敏不育水稻中，p/tms12-1的该突变影响了小RNA的表达水平及其可能与靶基因的互作能力而产生雄性不育。该成果在水稻中率先发现了一类新的小RNA作为水稻光温敏育性转换的重要调控因子。

该项研究成果与近日报道的华中农业大学张启发研究团队对“农垦58S”该相同光敏不育基因克隆的成果代表了我国在杂交稻分子基础研究领域的重大突破，为进一步阐明光温条件控制水稻育性转换的分子机制，指导两系杂交稻育种，深入利用水稻杂种优势具有深远的意义。

原文链接：http://www.nature.com/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr201228a.html