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亚博安全有保障杨仲南、朱骏团队发现一个不育性稳定的水稻温敏不育系
发布人:陈婉娴  发布时间:亚博安全有保障-05-23   浏览次数:285

      亚博安全有保障519日,亚博安全有保障亚博安全有保障杨仲南、朱骏教授团队于《Plant Biotechnology Journal》发表了题为“Low temperature compensates for defective tapetum initiation to restore the fertility of the novel TGMS line ostms15的研究论文,该研究发现了一个不育性稳定的水稻温敏不育的新位点ostms15,并阐述了该位点温敏不育的机制。

温敏不育系已经广泛应用于水稻两系杂交制种。估计90%左右的两系杂交制种利用带有tms5位点的温敏不育系。该不育系高温不育性不够稳定,严重制约两系杂交制种的广泛应用。课题组在前期工作中阐明了模式植物拟南芥的光温敏不育机制 (Zhu et al., 2020, Nat Plant 6:360-367; Zhang et al., 2020, Plant Physiol 184: 923-932; Shi et al., 2021, Mol Plant 14:2104-2114; Wang et al.,2021, J Integr Plant Biol 64: 717-730)。在此基础上发明了水稻光温敏不育系的创制技术,获得了一系列中花11ZH11)为背景的水稻光温敏不育系。在2022年发表一个水稻光温敏不育系tms18 (Zhang et al., 2022, Plant Biotechnol J 20:亚博安全有保障-2035)的基础上,本次发表的是ostms15。

温敏不育系ostms15除了温敏不育表型外,与野生型相比没有明显区别。经过多年上海地区的种植,ostms15的不育性始终稳定。在 2021 年上海地区偶发的夏季低温潮的影响下,同样为中花 11 背景的 tms5 tms18育性得到一定的恢复,而ostms15高温不育性状几乎完全不受到影响(图1)。另外,冬季在海南陵水种植,该不育系育性约为30%左右,满足不育系的繁殖。因此ostms15有望在两系杂交水稻育种中得到广泛应用。

1. ostms15的温敏不育性状优于同样背景的tms5位点

OsTMS15编码一个已报道的在花药中特异表达的富亮氨酸重复的受体样激酶MSP1。ostms15不育系中该基因在TIR区段产生了一个Val-Glu的突变,从而导致温敏雄性不育。该基因的敲除突变msp1绒毡层完全缺失。在ostms15中仍存在绒毡层细胞,但是在高温条件下,绒毡层逐渐空泡化,无法满足小孢子发育成花粉导致不育无法产生。在低温条件下,ostms15的绒毡层发育趋于正常(图2)。因此,OsTMS15/MSP1基因的点突变能够起始有缺陷的绒毡层细胞发育,低温条件下的缓慢发育能够补偿这种缺陷从而恢复育性。此外,该文章利用碱基编辑工具在OsTMS15基因的TIR区段上创制了一系列具有不同碱基替换的TGMS品系。

2. ostms15在高低温下绒毡层的分化以及发育情况

在该研究中,亚博安全有保障已毕业的博士生韩煜为第一作者,杨仲南教授与朱骏教授为共同通讯作者,黄学辉教授也参与了部分研究工作。该研究得到了国家重点研发计划,国家自然科学基金以及上海市教委和科委等课题的资助。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.14066

供稿:杨仲南

责任编辑:陈婉娴


 
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