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華南農業大學揭示水稻“亞非稻”遺傳互作新機制

時間:2019-06-26 07:28:40  來源:科學網  作者:

      稻屬由23個種組成,其中栽培水稻分為亞洲栽培稻(Oryza sativa)和非洲栽培稻(O.glaberrima)兩個種(合稱“亞非稻”),其余均為野生稻種。亞非稻種間雜種具有強大的雜種優勢,但種間生殖隔離導致雜種不育和結實率低,無法體現雜種的產量優勢。

       S1座位是引起亞非稻種間雜種不育的最重要遺傳座位,其作用可導致雜種中含亞洲水稻型等位基因(S1-s)的雌配子和雄雄配子選擇性敗育,在后代群體產生嚴重的等位基因偏態遺傳(偏向非洲型等位基因S1-g)。因此,S1-g是一個典型的自私基因座,對種間分化起重要作用,但其分子遺傳機制一直不清楚。

      2017年初,陳樂天課題組和劉耀光課題組合作,率先克隆了S1座位的一個關鍵基因OgTPR1(后續命名為S1TPR)。隨后,日本科學家于2018年克隆了S1座位另一個基因SSP。但是,這兩個基因都只是S1雜種不育的部分必要因子,導致S1雜種不育功能的充分條件還不清楚。

       陳樂天課題組在后續研究中通過一系列基因敲除和功能互補實驗發現:S1座位控制的雜種不育除了S1TPR還需要另外兩個非洲水稻等位基因座S1-g的特異基因S1A4和S1A6參與才能發生(其中S1A6就是SSP)。 進一步研究表明:S1-g的三個連鎖特異基因S1TPR,S1A4和S1A6共同形成一個殺手系統,在大孢子母細胞和小孢子母細胞中產生不育信號。該不育信號經減數分裂傳遞到配子產生對S1-s基因型配子的致死效應,但S1-g型配子因為有S1TPR的保護作用而育性正常。因此,陳樂天課題組提出了S1介導雜種不育的非對稱遺傳互作新機制。

本文地址:http://www.zmayyh.tw/rice/news/2019-06-26/81902.html
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