Nature Plants刊发杨仲南教授团队揭示植物温敏不育恢复机制的▓原创性成果

发布者:资讯中心编辑:发布时间:2020-04-02浏览次数:991

▲第一编辑:朱骏,楼悦,石强胜,张森;通讯编辑:杨仲南教授

通讯单位:2020欧洲杯冠军竞猜官网

论文DOI:https://doi.org/10.1038/s41477-020-0622-6

3月30日,欧洲杯竞猜网站生命科学学院杨仲南教授团队于《Nature Plants》发表了题为“Slowing development restores the fertility of thermo-sensitive male-sterile plant lines”的▓研究论文,该研究揭示了植物温敏育性转换机制。

自上世纪80年代发现水稻温敏不育系以来,温敏不育系已经广泛应用于水稻杂交制种。目前水稻中存在十多个温敏不育位点。近年来,国内研究团队经过多年的▓努力,克隆并报道了数个温敏雄性不育基因,包括长链非编码RNA,RNase Z家族成员,富亮氨酸受体激酶基因等。这些工作极大地促进了对于温敏不育机制的▓理解。然而,温度作为共同的▓环境信号,是□□如何恢复不同遗传位点决定的▓温敏不育系,尚不清楚。

杨仲南教授团队长期从事植物雄性不育机理的▓研究。在偶然条件下,发现一个拟南芥不育系在低温下能够恢复育性,将其命名为reversible male sterile (rvms-1)。该基因编码一个在小孢子母细胞中特异表达的▓具有GDSL结构域的▓脂酶,其在小孢子发育为成熟的▓花粉粒过程中提供质膜原料。

rvms突变体能够在低温下恢复育性


低温延缓植物生长发育是□□普遍的▓现象。因此,编辑推测低温下发育速度的▓减缓有助于rvms小孢子积累足够的▓原料,发育成为有功能的▓花粉粒。为了证明这一点,编辑利用化学诱变筛选到了rvms突变体的▓恢复子res1,是□□细胞周期蛋白依赖激酶CDKA;1的▓一个弱突变体。该突变体的▓减数分裂过程显著延长,从而有效保护小孢子发育进程。此外,rvms-1与一个生长缓慢的▓突变体chlm-4杂交后,其双突变体也能部分恢复育性。这些结果都表明,低温导致的▓缓慢生长是□□rvms育性恢复的▓机制。

恢复子res1延缓了减数分裂过程

该研究发现一些与花粉外壁形成相关的▓不育突变体,如花粉壁模式建成相关的▓cals5,rpg1;与孢粉素合成相关的▓acos5,cyp703a2;以及与孢粉素转运相关的▓abcg26等突变体,这些突变体的▓育性在低温下也能恢复,表明它们同样具有温敏效应。而上述筛选获得的▓恢复子res1能够在常温恢复上述突变体的▓育性,表明缓慢生长也是□□这些温敏突变体育性恢复的▓机制。低温下植物生长缓慢是□□自然界的▓普遍现象,高等植物的▓生殖发育过程高度保守。因此,该论文提出缓慢生长是□□植物温敏不育恢复的▓一个普遍机制,阐明植物温敏育性的▓转换机制将加深对植物生殖发育的▓理解,同时也对温敏核不育系在育种中的▓应用提供了理论依据。

缓慢生长使温敏突变体克服了雄配子体的▓发育缺陷

 

该研究得到了国家重点研发计划、国家基金委、上海教委的▓项目资助。

  

(供稿、图片:生命与科学学院)  

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