中科院植物所研究員漆小泉研究組發(fā)現(xiàn)了一種新型的水稻雄性不育系，并揭示了其育性調控機制。相關成果于2月9日在線發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。
該不育系同以往發(fā)現(xiàn)的光/溫敏雄性不育系完全不同，其育性只受揚花期環(huán)境濕度的影響，相關調控機制在禾本科作物中普遍存在，對作物兩系雜交育種和雜種優(yōu)勢利用具有重要意義。
研究人員發(fā)現(xiàn)，水稻中的三萜合酶能夠催化產生一種二環(huán)三萜化合物“禾谷絨氈醇”。缺失該酶功能的水稻植株所產生的花粉粒，其花粉包被的組成成分明顯減少，花粉粒得不到有效保護而迅速失水。這種突變體在濕度低于60%的環(huán)境中表現(xiàn)為不育，而在濕度高于80%的環(huán)境中則表現(xiàn)為完全可育。
進一步的研究表明，與正常植株相比，突變體的花粉包被中棕櫚酸和亞麻酸的含量明顯降低，并且完全缺少硬脂酸；對突變體的花粉粒補充棕櫚酸和亞麻酸后能夠有效防止花粉粒過度失水，由此表明，花粉包被缺乏這三種脂肪酸是導致花粉粒迅速失水的主要原因。
研究人員表示，該酶普遍存在于禾本科植物中，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)該基因在玉米、小麥和大麥的花藥中表達，并檢測到“禾谷絨氈醇”存在，預示了禾本科植物中存在類似的分子機制，對于禾本科作物的濕敏雄性不育材料的培育具有重要作用。
早期發(fā)現(xiàn)的水稻光/溫敏雄性不育系的育性需要嚴格控制溫度或光照，極大地限制了其應用范圍，而新型不育系的育性只受揚花期環(huán)境濕度的影響，可在夏季干旱少雨的地區(qū)配制雜種，從而突破目前水稻雜種優(yōu)勢利用的地域限制。
據了解，高等植物的花粉粒具有一層堅硬的花粉外壁，由外層和內層組成，填充在兩層之間的物質稱為花粉包被�；ǚ郯辉诜乐够ǚ哿８稍铩⒈Ｗo花粉粒免受機械損傷和病原菌侵染等方面具有重要作用，花粉壁發(fā)育不良和缺少花粉包被的植株表現(xiàn)出育性明顯下降。
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