辣椒功能性雄性不育是何原因？

雄性不育在植物繁殖和選擇性育種中至關重要，它不僅與花粉粒的活力相關，還與花粉粒是否正常釋放密切關聯。近日，四川農業大學園藝學院教授李煥秀蔬菜種質資源創新與新品種選育團隊通過研究，加深了辣椒CaZAT5轉錄因子在調控開花時間和雄性育性方面潛力的理解。近期，相關成果發表于《公共科學圖書館·遺傳學》。

功能性雄性不育是一種特殊的雄性不育類型，指植物雖能產生花粉，但由于花藥開裂缺陷致使花粉粒釋放失敗而導致不育。此類雄性不育在農業生產中無需選育保持系，可以極大地降低了雜交種子生產的復雜性和成本。為探究辣椒花藥開裂的分子基礎，該研究聚焦于辣椒中C2H2型轉錄因子CaZAT5展開研究，將CaZAT5過表達在模式植物番茄中發現CaZAT5通過抑制開花整合基因CaSOC1的表達來延遲開花，參與調控開花時間與雄性育性。

更為重要的是，過表達CaZAT5在番茄中引發了兩類顯著表型，一是花粉活力下降；二是花藥不能正常開裂。研究團隊進一步結合DAP-seq、Y1H、Dual-LUC和EMSA等試驗，發現CaZAT5通過抑制細胞壁降解相關基因的表達，從而影響花藥開裂過程。

本研究首次將辣椒CaZAT5確認為調控花藥開裂的關鍵因子，并闡明了其作用機制。這一發現為辣椒及其他作物創制新型雄性不育系提供了關鍵理論基礎，為生產具有雄性不育性的雜交植物提供新的理論依據，基于調控“花粉釋放”而非“花粉發育”來創制雄性不育系的策略，可能成為未來雜交育種中的一個新的方向。

相關論文信息：https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1012016