近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花高產(chǎn)育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了線粒體嵌合基因orf610a通過(guò)破壞ATP合酶組裝進(jìn)而導(dǎo)致棉花不育系花粉敗育的作用機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。
哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)雄性不育系在不同環(huán)境條件下均表現(xiàn)出穩(wěn)定的無(wú)花粉、完全敗育特征，在棉花“三系”雜交育種中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，鑒定哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)雄性不育候選基因功能并解析不育系花粉敗育的作用機(jī)制，對(duì)推動(dòng)不育系簡(jiǎn)化制種技術(shù)在棉花雜交育種中大面積應(yīng)用具有重要意義。
該研究發(fā)現(xiàn)，在棉花中過(guò)表達(dá)線粒體嵌合基因orf610a會(huì)導(dǎo)致花藥絨氈層和小孢子細(xì)胞發(fā)育異常，最終表現(xiàn)為花粉量減少、花粉活性降低，自交棉鈴產(chǎn)生大量不孕籽。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，orf610a蛋白可與線粒體呼吸鏈中ATP合酶亞基D互作，造成ATP合酶活性顯著降低，破壞了線粒體的正常功能和能量產(chǎn)生，最終導(dǎo)致棉花雄性不育。研究結(jié)果為深入揭示棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育及其育性恢復(fù)機(jī)理奠定了理論基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)上選育強(qiáng)優(yōu)勢(shì)棉花“三系”雜交種具有指導(dǎo)作用。
該研究得到河南省自然科學(xué)基金和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70105
