中國科學院東北地理所克隆菜豆雄性育性基因

　　以黃金勾為代表的菜豆品種是東北黑土區(qū)重要的雜糧與蔬菜，深受民眾喜愛。目前，菜豆基因克隆和功能解析處于起步階段。為快速克隆菜豆基因，科學家在前期制備了一個菜豆黃金勾品種大龍1號的突變體庫。在該突變體庫中，研究篩選得到一個雄性不育突變體ms-2（male sterility 2，圖A）。為了利用雜種優(yōu)勢來提高作物產量，雄性不育特性在較多作物中的研究較為深入。在菜豆中，雖已觀察到雄性不育現象，但沒有克隆相關的基因，特別是沒有探究其相關的機理。

 

　　中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所利用SNP測序和自主設計的菜豆InDel分子標記，通過圖位克隆的方法精細定位了菜豆雄性育性基因MS-2為Phvul.003G031200基因；在ms-2突變體中Phvul.003G031200基因剪切位點發(fā)生變異，使得蛋白質序列缺少3個氨基酸；利用石蠟切片觀察小孢子體發(fā)育過程，發(fā)現MS-2基因的剪切位點變異導致絨氈層降解提前是ms-2突變體雄性不育的原因。ms-2突變體可結實大量的無籽肉莢，外源噴施2 mM生長素物質吲哚乙酸（IAA）能使ms-2突變體上的肉質無籽莢的莢長、莢寬、莢厚和單莢鮮重顯著增加，且體積增大的無籽肉莢具有加工或直接食用的潛能。本研究定位與克隆了菜豆雄性育性基因MS-2，明確了該基因突變導致菜豆不育的機理。MS-2基因可應用于培育肉質無籽莢菜豆品種，具有很好的應用價值，這為雜種優(yōu)勢的利用奠定了堅實的理論基礎。

 

　　近期，相關研究成果發(fā)表在Theoretical and Applied Genetics上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導科技專項、國家自然科學基金和東北地理所青年科學家小組項目的支持。