华南农业大学生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室刘耀光课题组经过10年艰苦钻研，成功克隆出三系杂交稻广泛利用的野败型细胞质雄性不育基因，并阐明了不育发生的分子机理。研究论文《水稻线粒体与细胞核有害互作产生细胞质雄性不育》17日在线发表于《自然—遗传学》。

据了解，细胞质雄性不育是植物特有的核质基因互作的遗传现象。我国的杂交水稻育种研究始于1964年。杂交水稻育种是应用研究，它的成功基于上世纪70年代发现和利用的特定的野生稻雄性不育遗传资源，其也被称为野败型细胞质雄性不育。然而，学界对野败型细胞质雄性不育的分子遗传基础并不清楚。

在“973”计划和国家自然科学基金的支持下，刘耀光课题组成功发现和克隆了野败型细胞质雄性不育基因，并将其命名为WA352。该研究揭示，WA352是在野生稻进化过程中由多个线粒体基因组片段重组产生的年轻新基因。

“我们的研究目的是发现细胞质雄性不育基因，并阐明不育产生的分子机制。”刘耀光说。

据介绍，该项研究成果首次阐明了植物细胞质雄性不育通过线粒体不育基因和核基因的互作控制核质不亲和性（雄性不育）的分子机理，这有别于前人提出的能量代谢缺陷导致细胞质雄性不育的假说。该研究首次证明，除了细胞质雄性不育的育性恢复涉及核质基因互作，细胞质雄性不育发生也是核质基因互作的结果，是名副其实的“核质互作不育”。

业内专家认为，该项研究对研究生物的核质基因协同进化和相互作用有重大的科学意义，是植物杂交育种基础理论研究的重大突破，有助于更有针对性地通过控制作物育性，利用杂种优势提高产量。
 
原文标题：

A detrimental mitochondrial-nuclear interaction causes cytoplasmic male sterility in rice

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