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近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所邢朝柱研究員團(tuán)隊(duì)圍繞棉花胞質(zhì)不育及育性恢復(fù)開展研究，構(gòu)建了參與棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育發(fā)生的分子調(diào)控網(wǎng)路，并鑒定了潛在的育性恢復(fù)基因。相關(guān)研究成果分別以“Integrated analysis of small RNA, transcriptome and degradome sequencing reveals that micro-RNAs regulate anther development in CMS cotton”和“Single-molecule real-time transcript sequencing of developing cotton anthers facilitates genome annotation and fertility restoration candidate gene discovery”為題在線發(fā)表在國際知名期刊《工業(yè)作物與產(chǎn)品（Industrial Crops & Products）》（IF：5.645，農(nóng)林科學(xué)1區(qū)）和《基因組學(xué)（Genomics）》（IF：5.736）上。

近年來，繁瑣的人工去雄制種方式和勞動(dòng)力成本的逐年提升，已嚴(yán)重阻礙我國雜交棉的進(jìn)一步發(fā)展。哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)雄性不育“三系”配套不僅可以省去人工去雄，而且大面積制種時(shí)可有效提高雜交制種純度。目前，關(guān)于棉花胞質(zhì)不育及育性恢復(fù)機(jī)理研究進(jìn)展緩慢，限制了棉花“三系”雜交種在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)從細(xì)胞學(xué)層面明確了棉花胞質(zhì)不育系花粉敗育發(fā)生在減數(shù)分裂期（大約3～4毫米花蕾長度），進(jìn)一步通過整合小RNA、轉(zhuǎn)錄組和降解組測(cè)序數(shù)據(jù)分析，鑒定出11對(duì)調(diào)控花粉發(fā)育的“miRNA-mRNA靶標(biāo)”，構(gòu)建了參與棉花胞質(zhì)不育發(fā)生的調(diào)控網(wǎng)路，為下一步揭示棉花細(xì)胞質(zhì)雄性不育分子機(jī)理奠定了重要基礎(chǔ)。

該論文第一作者為團(tuán)隊(duì)在讀博士研究生李永旗，邢朝柱研究員和吳建勇研究員為共同通訊作者。

文章原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669021011870?dgcid=coauthor

參與棉花胞質(zhì)不育發(fā)生的“miRNA-mRNA靶標(biāo)”調(diào)控網(wǎng)路

此外，研究團(tuán)隊(duì)利用三代測(cè)序平臺(tái)（PacBio Sequel）對(duì)哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系花藥發(fā)育不同時(shí)期的花藥RNA進(jìn)行全長轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，結(jié)合通過二代測(cè)序平臺(tái)（Illumina）得到的“三系”花藥轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，完善了棉花基因組注釋。進(jìn)一步篩選出6個(gè)在恢復(fù)系中特異表達(dá)的差異表達(dá)基因作為潛在的恢復(fù)基因，其中2個(gè)新基因 GhCCS772 和 GhCCS61 只在恢復(fù)系中特異性高表達(dá)，但在不育系和保持系中幾乎不表達(dá)。該研究為下一步恢復(fù)基因克隆及育性恢復(fù)分子機(jī)理解析奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)上選育恢復(fù)系和“三系”雜交種具有重要實(shí)踐意義。

該論文第一作者為團(tuán)隊(duì)已畢業(yè)碩士研究生李婷，吳建勇研究員和邢朝柱研究員為共同通訊作者。

文章原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754321003967?via%3Dihub

哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)雄性不育育性恢復(fù)候選基因鑒定

上述研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)的資助。