辣椒雄性不育研究取得新進展

利用雄性不育培育不育系進行雜交制種，已成為國際制種業(yè)的主要趨勢，其可免去人工去雄，節(jié)省大量的人力物力，并可提高雜交種子的純度，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。辣椒是世界上最重要和最受歡迎的經(jīng)濟蔬菜作物之一。在辣椒中有2種類型的雄性不育系統(tǒng)，即細胞質(zhì)雄性不育和核雄性不育，這2種系統(tǒng)都已用于辣椒的雜交種子生產(chǎn)。目前在辣椒中記錄了20多個核雄性不育突變體，但只成功鑒定了2個基因。

2022年12月19日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)在《Plant Journal》在線發(fā)表了題為“A 163-bp insertion in theCapana10g000198encoding a MYB transcription factor causes male sterility in pepper (Capsicum annuumL.)”的研究文章。研究發(fā)現(xiàn)了1個新的自發(fā)隱性GMS突變體，命名為msc-3，msc-3突變體的花粉敗育可能是由于絨氈層退化延遲，導(dǎo)致四分體胼胝質(zhì)壁未退化引起的。通過采用改進的MutMap方法和分子標記連鎖分析對msc-3基因座進行精細定位，將其定位在約139.91 kb的區(qū)域，該區(qū)域包含10個注釋基因。基因表達和結(jié)構(gòu)變異分析表明，編碼R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子的Capana10g000198是msc-3的最佳候選基因。表達譜分析表明，Capana10g000198是一個花藥特異性基因，在Capana10g000198中有163 bp插入與雄性不育表型高度相關(guān)。此外，通過病毒誘導(dǎo)的基因沉默（VIGS）在雄性可育植物中下調(diào)Capana10g000198導(dǎo)致雄性不育。最后，作者研究了msc-3基因與其他2個已報道的辣椒GMS基因msc-1和msc-2的可能調(diào)控關(guān)系，比較轉(zhuǎn)錄組分析表明，16個GMS同源物在雄性不育花藥中的表達顯著下調(diào)?？傊@些結(jié)果表明Capana10g000198是msc-3基因座的致病基因，為進一步深入研究辣椒花粉發(fā)育的調(diào)控機制提供了重要的理論線索和基礎(chǔ)。