一段长的非编码RNA调节杂交水稻的重要组成部分光敏雄性不育

美国科学院院报,2012年1月30号,摘自生物通

光敏感雄性核不育水稻农垦58S于1973年在湖北沔阳(今仙桃)发现,被认为是一个极其宝贵的遗传资源。光敏感核不育水稻杂交体系又称为“两系”杂交稻。与传统“三系”杂交稻相比,“两系”杂交稻简化了杂交育种和制种程序,降低了种子成本,且自由配种,能充分发挥杂种优势。1987年启动的中国国家“863”计划,就将利用光敏感核不育培育“两系”杂交稻作为主要内容之一列入生物技术领域。从那时开始,华中农业大学的张启发课题组就一直致力于克隆控制水稻光敏感核不育的基因。

张启发课题组进行了长达25年的研究,于近日发现控制水稻光敏感核不育的基因pms3是一个长链非编码RNA。光敏感核不育水稻与正常水稻品种在pms3区间存在一个碱基的突变。该基因表达受光周期调控,在长日条件下,pms3基因的正常表达对花粉发育至关重要。

光敏感核不育水稻pms3的克隆和功能分析的研究成果,揭开了水稻光敏感核不育基因的奥秘,可以直接应用于水稻两系不育系的培育,加速“两系”杂交稻的培育,促进作物杂种优势利用研究的发展。同时,pms3是水稻中第一个发现并进行了功能研究的长链非编码RNA,这一结果为植物非编码RNA的功能研究打开了一扇窗。

张启发院士课题组长期致力于水稻基因组研究,旨在通过植物基因组分析、重要基因的分离克隆、杂种优势的遗传和分子基础、作物品种资源的分子评估及应用分子生物学技术进行水稻改良。其课题组早在1997年就开始了对控制水稻粒形基因的研究,并且在2006年找到了控制水稻粒形的基因GS3。2008年发现并成功克隆的一个同时控制水稻株高、抽穗期和每穗粒数的基因Ghd7。2011年再度成功克隆出正调控水稻粒重的数量性状基因GS5。张启发院士课题组长期以来对于水稻性状基因的研究,为通过生物技术进行改良来提高产量提供了新的可能。 

(生物通:何嫱)

论文链接: A long noncoding RNA regulates photoperiod-sensitive male sterility, an essential component of hybrid rice

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