中国科学家发现水稻恢复基因Rf6的作用新机制

来自武汉大学生命科学学院的朱英国院士领导的研究小组最近研究发现了水稻恢复基因Rf6的作用新机制。这一研究成果发布在11月17日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

细胞质雄性不育(CMS)现象是指雌性器官发育正常,能够正常受精而雄性器官发育不正常,不能产生正常受精配子的现象, CMS现象能够在植物细胞核基因的作用下育性恢复正常。1972年，武汉大学科研人员以红芒野生稻为母本，与江西地方品种莲塘早父本杂交，在后代中发现了雄性不育株，再用莲塘早多代回交，于1974年获得了不育性稳定的株系，命名为红莲型细胞质雄性不育系(HL-CMS)。HL-CMS是当前三种主要类型水稻细胞质雄性不育系之一，为世界粮食安全作出了巨大贡献。

在以往的研究中，朱英国院士领导武汉大学的研究人员通过分子功能验证发现，不育系线粒体内一编码79个氨基酸的可读框orfH79为HL-CMS的不育基因，ORFH79蛋白破坏线粒体正常功能后导致花粉败育。通过遗传分析发现，HL-CMS为双基因恢复模式，进而克隆出了红莲型不育系的两个恢复基因Rf5和Rf6。

在这篇文章中，研究人员报告称鉴别出Rf6编码了一个新型PPR家族蛋白（pentatricopeptide repeat），其发生了特征性PPR motifs 3–5复制。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，促进了加工异常的CMS相关转录物atp6-orfH79，确保了正常花粉发育及恢复育性。RF6蛋白复制motif 3对于RF6-OsHXK6互作，加工异常转录物及恢复生育力至关重要。此外，研究人员证实OsHXK6水平下降可导致atp6-orfH79转录物累积和雄性不育。

这些结果揭示了，RF6与OsHXK6协同作用恢复HL-CMS育性的一种新机制。新研究还提供了有关OsHXK6调控线粒体RNA代谢功能的一些新见解，这将推动进一步地开发利用水稻杂种优势。