实验室在棉花胞质不育及育性恢复方面取得新进展

作者：棉花生物学国家重点实验室 日期：2022-04-18 访问量：

实验室邢朝柱研究员团队围绕棉花胞质不育及育性恢复开展研究，构建了参与棉花细胞质雄性不育发生的分子调控网络，并鉴定了潜在的育性恢复基因。相关研究成果分别以“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”为题分别发表在农林一区Top期刊《Industrial Crops & Products》（IF=5.645）和生物学三区《Genomics》（IF=5.736）上。

近年来，繁琐的人工去雄制种方式和劳动力成本的逐年提升，已严重阻碍我国杂交棉的进一步发展。哈克尼西棉细胞质雄性不育“三系”配套不仅可以省去人工去雄，而且大面积制种时可有效提高杂交制种纯度。目前，关于棉花胞质不育及育性恢复机理研究进展缓慢，限制了棉花“三系”杂交种在生产上大面积推广应用。

研究团队从细胞学层面明确了棉花胞质不育系花粉败育发生在减数分裂期（大约3～4毫米花蕾长度），进一步通过整合小RNA、转录组和降解组测序数据分析，鉴定出11对调控花粉发育的“miRNA-mRNA靶标”，构建了参与棉花胞质不育发生的调控网络，为下一步揭示棉花细胞质雄性不育分子机理奠定了重要基础。

该论文第一作者为中棉所在读博士研究生李永旗，中棉所邢朝柱研究员和吴建勇研究员为共同通讯作者。

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

参与棉花胞质不育发生的“miRNA-mRNA靶标”调控网络

此外，研究团队利用三代测序平台（PacBio Sequel）对哈克尼西棉细胞质雄性不育恢复系花药发育不同时期的花药RNA进行全长转录组测序，结合通过二代测序平台（Illumina）得到的“三系”花药转录组数据，完善了棉花基因组注释。进一步筛选出6个在恢复系中特异表达的差异表达基因作为潜在的恢复基因，其中2个新基因 GhCCS772 和 GhCCS61 只在恢复系中特异性高表达，但在不育系和保持系中几乎不表达。该研究为下一步恢复基因克隆及育性恢复分子机理解析奠定了基础，同时对生产上选育恢复系和“三系”杂交种具有重要实践意义。

该论文第一作者为中棉所已毕业硕士研究生李婷，中棉所吴建勇研究员和邢朝柱研究员为共同通讯作者。

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

哈克尼西棉细胞质雄性不育育性恢复候选基因鉴定

上述研究得到了国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划项目和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项的资助。