小麥雄性不育基因克隆成功

　　山東農業大學付道林教授領銜的科研團隊成功克隆出太谷核不育基因，標志著我國在太谷核不育小麥研究上取得重大突破，為將來實現小麥等作物的雜交制種創造了條件。近日，國際著名學術期刊《自然·通訊》以《小麥Ms2基因編碼的稀有蛋白導致禾本科植物的雄性不育》為題發表了該研究成果。

　　普通小麥屬于自花授粉作物，由于遺傳基礎狹窄，致使高產雜交育種研究的難度非常大。1972年，山西省太谷縣農業技術員高忠麗在田間發現了一株天然雄性不育小麥，具備異花授粉習性，可用于小麥輪回選擇育種，1979年，中國農科院鄧景揚博士將其命名為“太谷核不育小麥”，其不育基因命名為Ta1（國際基因代碼Ms2）。

　　小麥圖位克隆成敗的關鍵取決于能否建立目標基因所在區域的物理圖譜。為此，付道林團隊投資構建了“矮敗魯麥15”的基因組人工染色體文庫，該文庫包括大約70.6萬個單克隆，覆蓋普通小麥基因組5倍左右。他們利用Ms2區域的特異標記，篩選并獲得了8個陽性克隆，成功建立了Ms2區域的物理圖譜，分離到太谷核不育Ms2基因,并通過反向遺傳學驗證了該基因的功能。

　　付道林團隊研究人員還發現，該基因只在減數分裂時期的敗育花藥組織表達，其特異的時空表達模式受到一個反轉錄轉座子的調控。進化分析顯示，Ms2基因屬于小麥族特有的進化產物，只在粗山羊草和普通小麥等部分小麥族物種出現。遺傳轉化實驗表明，Ms2不僅可以導致小麥雄性不育，也可以在大麥和短柄草中引起雄性不育的表型。由此說明，Ms2不僅可以在小麥育種或生產中發揮重要作用，也很有可能在其他作物育種中具有重要意義。