華中農業大學張啟發院士課題組耗時25年,成功克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3。該研究成果于2012年1月30日在《美國科學院院刊》上發表。 論文第一作者丁寄花博士介紹,光敏感雄性核不育水稻農墾58S于1973年由石明松先生在湖
河南食品網訊: ? 華中農業大學張啟發院士課題組耗時25年,成功克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3。該研究成果于2012年1月30日在《美國科學院院刊》上發表。
論文第一作者丁寄花博士介紹,光敏感雄性核不育水稻農墾58S于1973年由石明松先生在湖北沔陽(現仙桃)發現,該雄性不育水稻具有長日照條件下不育,短日照條件下可育的育性轉換特性。
相比傳統的“三系”雜交稻而言,以光敏感雄性核不育水稻為基礎培育成功的“兩系”雜交稻,簡化了雜交育種和制種程序,降低了種子成本,并且配組自由,能充分發揮雜種優勢,使雜交水稻的發展跨入一個新階段。
張啟發課題組自1987年開始即致力于克隆控制水稻光敏感核不育的基因。在長達25年的歷程中,研究人員克服了重重困難,最終發現控制水稻光敏感核不育的基因pms3是一個長鏈非編碼RNA,光敏感核不育水稻與正常水稻品種在pms3區間存在一個堿基的突變。“該基因表達受光周期調控,在長日條件下,pms3基因的正常表達對花粉發育至關重要。”
張啟發解釋說,在長日條件下的正常水稻中,該基因的表達量能保證水稻花粉正常發育,雄性可育;而在光敏感核不育水稻中,pms3基因區間的堿基突變導致該基因本身啟動子區間發生甲基化修飾,表達量下降,不能滿足水稻花粉發育對該表達產物的需求,從而在長日照條件下雄性不育。
據張啟發介紹,基因pms3的克隆和功能分析的研究成果,可以直接應用于水稻兩系不育系的培育,促進作物雜種優勢利用研究的發展。
“更為重要的是,pms3是水稻中第一個發現并進行了功能研究的長鏈非編碼RNA,這一結果為植物非編碼RNA的功能研究打開了一扇窗。”張啟發說。
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