水稻不育相关基因

HSA1a和HSA1b

【定位与克隆】

hsa1位点由两个互作基因HSA1a和HSA1b组成，利用Asominori/IR24和

Koshihikari/W0106-2构建的两个分离群体将hsa1位点定位在87.1-kb区域内，互补实验证实Os12g39880和Os12g39920是引起高度不育的原因（Kubo et al. 2016）。

粳稻等位基因HSA1a-j编码一个高度保守未知功能的植物特异结构域蛋白DUF1618，而籼稻等位基因HSA1a-i s包括6个SNPs和两个删除突变，导致结构域结构的破坏（Kubo et al. 2016）。

【时空表达谱】

HSA1a在幼穗和单核期的生殖器官包括雌蕊、雄蕊中表达，在叶片、茎、根中没有表达，HSA1a蛋白在单核期的幼穗中表达（Kubo et al. 2016）。

【生物学功能】

HSA1a和HSA1b具有遗传互作，DUF1618蛋白在配子发育中可能发挥作用（Kubo et al.

2016）。

Takahiko Kubo;Tomonori Takashi;Motoyuki Ashikari;Atsushi Yoshimura;Nori Kurata, Two Tightly Linked Genes at the hsa1 Locus Cause Both F1 and F2 Hybrid Sterility in Rice.Molecular Plant, 2016, 9(2): 221-232

pms3; p/tms12-1; IncRNA; LDM

控制粳稻农垦58S光敏型雄性不育和控制籼稻培矮64S温敏雄性不育的基因，克隆证实它们位于同一个位点，是一个非编码RNA。

【基因的发现、命名与定位】

以―农垦58S×农垦58‖及―农垦58S×1514‖两个F2群体为材料，通过BSA分析找到了农垦58S 所携带的另1个光敏核不育基因pms3，并将其定位于第12 染色体上（梅明华等, 1999）；对农垦58S/大黑矮生标记基因系FL2 组合组建可育集团和不育集团，并以亲本对照进行了RFLP、RAPD和双引物RAPD分析，结果发现第12 染色体的1个单拷贝标记G2140 与光敏核不育基因连锁遗传，二者之问的遗传图距为14.1cM（李子银等, 1999）；陈亮等筛选出与光敏不育基因pms3连锁的标记F3和V4，其与pms3的遗传距离分别为5.80cM和7.75cM；李香花等则进一步将pms3定位在12号染色体上的RFLP标记M36和RZ261之间，与两标记的遗传距离分别为1.5cM 和3.05cM。

【基因的克隆、功能研究】

华中农业大学张启发研究团队指出控制农垦58S不育的是一个长的非编码RNA，LOC_12g36030的转录本1即pms3。研究表明一个长度为1236bp，且与长光照下特异的雄性不育相关的RNA分子（LDMAR）。长日照条件下，足够的LDMAR 转录量是维持正常花粉发育所必需的，但由于一个单碱基突变造成LDMAR 二级结构改变，导致了LDMAR 在

特异的长日照下转录量降低，造成正处于发育的花药提前程序化死亡，即产生PSMS（Ding et al. 2012）。

华南农业大学庄楚雄课题组的论文进一步指出，p/tms12-1是一个非编码RNA基因，它的原始转录本经过至少2次加工产生一个小RNA。与正常水稻品种相比，温敏不育水稻在该小RNA序列内存在一个单碱基突变。研究结果进一步表明，―农垦58S‖也具有相同的该突变基因，这个单碱基突变是在籼稻产生温敏不育性和在粳稻产生光敏不育性的共同原因。在正常水稻中，野生型P/TMS12-1的表达抑制了温敏或光敏不育的发生，而温敏和光敏不育水稻中，p/tms12-1的该突变影响了小RNA的表达水平及其可能与靶基因的互作能力而产生雄性不育（Zhou et al. 2012）。

1. Hai Zhou;Qinjian Liu;Jing Li;Dagang Jiang;Lingyan Zhou;Ping Wu;Sen Lu;Feng Li;Liya Zhu;Zhenlan Liu;Letian Chen;Yao-Guang Liu;Chuxiong Zhuang,Photoperiod- and thermo-sensitive genic male sterility in rice are caused by a point mutation in a novel noncoding RNA that produces a small RNA. Cell Research, 2012, 22(4): 649-660

2. Jihua Ding;Qing Lu;Yidan Ouyang;Hailiang Mao;Pingbo Zhang;Jialing Yao;Caiguo Xu;Xianghua Li;Jinghua Xiao;Qifa Zhang, A long noncoding RNA regulates photoperiod-sensitive male sterility, an essential component of hybrid rice. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012, 109(7): 2654-2659

tms9-1

tms9-1是从细胞核雄性不育系―衡农S-1‖中鉴定的温敏雄性核不育基因。

【定位与克隆】

tms9-1基因位于水稻9号染色体上两个dCAPS标记之间162kb的区段，与明恢63相比，衡农S-1 tms9-1候选基因Os09g27620存在一个T到C的置换，导致了一个氨基酸的变化（Qi

et al. 2014）。

Yongbin Qi;Qinglong Liu;Lin Zhang;Bizeng Mao;Dawei Yan;Qingsheng Jin;Zuhua He, Fine mapping and candidate gene analysis of the novel thermo-sensitive genic male sterility tms9-1 gene in rice. Theoretical and Applied Genetics, 2014, 127(5): 1173-1182

S-27

杂种不育或杂种致死属于合子后的生殖隔离，是F1杂合子及其后代常常表现出的杂交不亲和形式，这种不亲和导致物种间发生不可逆的分化。日本学者研究发现，普通栽培稻和展颖野生稻F1杂种花粉不育是由于一个在基因组中倍增的基因（S27，S28）在双亲间分别丢失一个不同拷贝引起的，这个倍增基因编码线粒体核糖体蛋白L27。功能分析表明这个基