云南农大水稻雌性不育基因调控和发掘利用研究取得重要新进展

近日，《Frontiers in Plant Science》在线发表了我校稻作研究所李东宣教授和陈丽娟教授团队的题为“Construction of a Novel Female Sterility System for Hybrid Rice”的研究论文。该研究通过水稻雌性育性控制基因FST的表达操作，利用苯达松转基因“中转”删除技术，实现了水稻苗期的转基因致死删除和雌性核不育系的非转基因种苗的繁殖，并进一步构建了水稻雌性不育系（FS）+雄性不育系（MS），即“FM系法（FM-Line）”杂交水稻制种技术新体系，为实现杂交水稻机械化高效制种提供了新的技术方案。

“FM系法”杂交水稻制种技术创新体系可有效解决目前杂交水稻种子生产面临的高成本、低产量发展瓶颈。课题组利用先前发现并报道的完全败育水稻雌性核不育自然突变体fst，经过多年的杂交选育，育成了具有不同遗传背景的多个“云岭”系列水稻雌性核不育系，为“FM系法”杂交水稻制种技术新体系的创建和应用提供了丰富的花粉供体材料。

在本研究中，课题组构建了用于转基因水稻雌性育性互补的FST基因表达元件（FST^T）和用于转基因筛除的苯达松除草剂敏感致死的功能性RNAi元件（p35S:: BTZ-RNAi），并将其紧密连锁后导入水稻雌性核不育系中，成功创制了基因工程水稻雌性不育系，实现了非转基因雌性核不育系种苗的繁殖。此外，课题组还进一步比较了在不同混栽比例和不同栽培模式下“FM系法”杂交水稻制种技术新体系的制种效率，结果表明：与传统“条厢式”制种模式相比，“FM系法”通过随机混栽种植模式的制种效率明显提高。

我校云岭学者、国家马铃薯产业技术体系岗位专家、农学与生物技术学院名誉院长郭华春教授对该项成果的发表表示热烈祝贺，同时表示“该成果是李教授和陈教授团队甘于寂寞，多年潜心研究取得的突破性进展，她们把原本是雌雄同花的水稻变为了雌、雄单性花水稻，并用雄性不育和雌性不育成功构建新的杂交水稻制种体系，为提高杂交水稻种子纯度和进行大规模机械化制种迈出了实质性的重要一步。”

HRS production based on the FM-line system.

Schematic representation of the FM-line system process for the mechanization of HRS production.

该研究由我校稻作研究所植物分子育种实验室完成，已毕业博士研究生李伟和郭效琼为论文共同第一作者，李东宣教授和陈丽娟教授为共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金项目、云南省重点基金项目和 “云岭英才计划”—云岭高端外国专家专项的资助。

原文连接：

https://www.网址未加载/articles/10.3389/fpls.2021.815401/full

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主编｜张俊逸

作者｜朱骞

编辑｜钱铖（20农经）

排版审核｜钱铖 陈江东 郑蕊

来源｜云南农业大学农学与生物技术学院

审核｜孟晓爱 殷玉娇 普学启 曲家毅 杨颜竹 刘勇