我国科学家在水稻恢复基因研究方面取得新成果

近日,武汉大学杂交水稻国家重点实验室朱英国院士团队在水稻恢复基因的克隆与分子机理上取得新成果,该成果以“Pentatricopeptide-repeat family protein RF6 functions with hexokinase 6 to rescue rice cytoplasmic male sterility(PPR蛋白RF6与OsHXK6互作恢复水稻细胞质雄性不育链接http://www.pnas.org/content/early/2015/11/16/1511748112.long)”为题发表在国际著名期刊《美国科学院院报》(PNAS)上,第一作者为团队研究骨干黄文超博士。该研究由国家自然科学基金(资助号:31371236)等项目资助完成。

红莲型细胞质雄性不育系是当前三种主要类型水稻细胞质雄性不育系之一,为杂交育种作出了巨大贡献。红莲型杂交水稻育性受orfH79不育基因控制,为两对独立恢复基因RF5和RF6恢复正常。RF6被定位于第8号染色体,能同时恢复红莲型和包台型。RF6属于PPR基因P亚家族里一个十分特殊的新基因,由20个PPR单元串联而成,其中PPR单元3-5被复制了一次,进而具备恢复功能;而其等位基因rf6共有17个PPR结构单元,对应的PPR单元3-5未被复制,不具备恢复功能,暗示着PPR单元对基因的生物学功能具有重要的意义。RF6蛋白定位在线粒体,在那里它与己糖激酶6(hexokinase 6,OsHXK6)物理结合,加工不育基因转录本atp6-orfH79,确保了正常花粉发育及恢复育性,而下调OsHXK6表达水平可导致atp6-orfH79转录物累积和雄性不育。PPR是植物体内一个庞大的基因家族,RF6的鉴定为研究PPR基因家族开辟了新方向;对OsHXK6的研究为调控线粒体RNA的代谢添加了新知识,这些结果对于进一步利用作物杂种优势具有重要的理论与实践意义。

RF6恢复红莲型不育系作用机制的模式图

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