水稻杂种花粉不育基因与减数分裂异常研究进展

近日，国际著名植物学期刊plant Physiology上在线发表华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室稻种资源保护与利用课题组刘向东教授和卢永根院士为通讯作者、博士生吴锦文和Muhammad Qasim Shahid(华南农业大学外籍专业教师)为共同第一作者的研究论文“Polyploidy enhances F1 pollen sterility loci interactions that increase meiosis abnormalities and pollen sterility in autotetraploid rice”。

研究是在课题组长期开展同源四倍体水稻研究的基础上，以张桂权教授提供的杂种花粉不育基因近等基因系加倍成的特殊同源四倍体水稻材料组配携带多座位互作的F1为材料，对其花粉母细胞减数分裂期间染色体行为和基因表达谱差异进行研究，发现多倍性显著加强了杂种花粉不育基因多座位互作的效应，使F1减数分裂异常性增加，包括55个减数分裂相关或时期特异表达的基因以及7个光合作用系统I等在内的重要基因都显著下调，其中编码DNA修复重组蛋白基因Os02g0497500和泛素蛋白酶体基因Os02g0490000下调十分明显，严重影响减数分裂相关基因网络的协调性，导致F1花粉育性严重偏低。该研究结果为进一步开展杂种花粉不育基因多座位互作效应的分子机理和克服其不育性提供理论基础。