华中农大找到控制水稻育性基础“开关”
华中农大找到控制水稻育性基础“开关”
作者：廖君
文章来源：新华
发表时间：2013-12-20
点击量：
新华武汉４月７日电，在水稻育性调控分子机制上，华中农业大学研究人员找到并鉴定了一个调控水稻花药壁绒毡层降解的关键基因、细胞程序性死亡抑制子ＡＰＩ５。这项最新研究有可能在杂交育种和杂种优势利用中，构建一种受人工控制的不育系。
这项研究成果６日在国际权威学术杂志《植物细胞》在线发表。第一作者为华中农大生科院硕博连读生李兴旺，通讯作者为吴昌银教授。
一直以来，花药壁的发育是植物生殖发育研究的重要领域。花药壁最内一层为绒毡层，其降解的时机和程度往往决定了花粉的育性。若绒毡层发育不正常，常会出现雄性不育现象。探究植物花药壁的发育对认识植物有性生殖的世代交替的分子机制及创建人工不育系利用作物杂种优势意义重大。
近年来，华中农大作物遗传改良国家重点实验室水稻创新团队吴昌银课题组开展了生殖生物学功能基因组研究。课题组通过功能基因组学的方法鉴定了控制水稻育性的基因ＡＰＩ５，发现该基因的缺失突变会导致水稻育性降低。
通过遗传学、生物化学、细胞生物学等手段，研究人员进一步弄清楚了ＡＰＩ５怎样通过与两个ＲＮＡ解旋酶ＡＩＰ１和ＡＩＰ２互作，从而控制水稻育性的。在调控作用的分子络里，ＡＰＩ５、ＡＩＰ１与ＡＩＰ２更像控制水稻育性基础“开关”，它们的缺失都会导致半胱氨酸蛋白酶基因ＣＰ１的表达水平下降，阻止花药壁绒毡层的正常降解，从而影响水稻的育性。
据介绍，ＣＰ１的表达水平与水稻绒毡层细胞程序性死亡直接相关，正是这种细胞程序性死亡导致了绒毡层的降解。细胞程序性死亡是生物体在一定的发育阶段普遍存在的一种现象，受特定的基因调控。该研究结果为不同生物控制细胞程序性死亡的比较生物学研究提供了一个范例。
