中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜课题组揭示显性雄性不育的遗传调控机制

        中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜课题组在甘蓝显性雄性不育遗传调控机制方面取得重要进展。该研究利用正向遗传学手段克隆了甘蓝显性雄性不育基因Ms-cd1，发现其启动子区突变是导致显性雄性不育的原因，并揭示了BoERF1L通过直接结合Ms-cd1的启动子，维持其精准表达的机制。相关研究结果发表于《Nature Communications》。该研究利用三个高代回交群体，将Ms-cd1精细定位在10.9 kb的区段，筛选出Bol035718作为候选基因，该基因编码一个PHD-finger转录因子，在雄蕊中特异表达。在不育材料中，Ms-cd1启动子区存在一个1 bp的缺失，该突变显著增强了Ms-cd1的转录活性，但没有改变其组织表达特异性。随后通过遗传转化验证了该基因的功能；另外利用CRISPR/Cas9对该基因进行敲除，获得的纯合突变体ms-cd1表现为隐性雄性不育（RGMS），且与DGMS败育表型不同。研究还发现转录因子BoERF1L通过直接结合Ms-cd1启动子，抑制Ms-cd1的表达，从而维持正常的雄性育性。研究团队还对基于该DGMS的杂交制种体系进行了优化升级。研究结果阐明了甘蓝显性雄性不育形成的遗传调控机理，为甘蓝杂交制种提供了理论依据。