水稻细胞质雄性不育和恢复机理研究进展
刘耀光^*

亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、华南农业大学生命科学学院、 广州 510642.
^*通讯作者ygliu@scau.edu.cn

摘要
    三系杂交水稻在1970年代培育成功和应用，是我国在农业领域最重要的科技成果之一。三系杂交水稻主要利用野败型(Wild Abortive, WA)，包台型（BoroII, BT）、红莲型（HL）细胞质雄性不育基因及其恢复基因。近年来，我国2个实验室在这几种类型的细胞质雄性不育及其恢复系统的分子基础研究取得了重要的进展。朱英国实验室发现红莲型恢复基因Rf5与BT型的Rf1a是相同的基因，RF5蛋白与一个富含甘胺酸蛋白GRP162形成符合育性恢复复合体切割不育基因mRNA (atp6/orfH79) 而恢复育性（Hu et al. 2012)。我们用全线粒体基因组表达分析方法发现了野败型不育基因WA352，它编码352个氨基酸的跨膜蛋白。WA352是由3个线粒体基因组片段和1个来源不明片段组成的新起源基因。WA352 mRNA受恢复基因Rf4介导的降解，而另一个恢复基因Rf3在翻译水平或翻译后水平抑制WA352蛋白的产生。在不育系，WA352蛋白只在特定发育时期的花药绒毡层积累，而在其它类型细胞被一种特异因子降解。WA3521与1个核基因编码线粒体蛋白COX11互作诱导活性氧积累和细胞色素c释放，导致花药绒粘层细胞过早发生程序性凋亡，使绒粘层快速降解和小孢子发育停止。本研究首次证明，植物细胞质雄性不育的发生涉及核质基因产物的有害互作。

关键词：杂交水稻；新基因起源；细胞质雄性不育；核质互作；