辣椒雄性不育研究取得新進展

利用雄性不育培育不育系進行雜交制種，已成為國際制種業的主要趨勢，其可免去人工去雄，節省大量的人力物力，并可提高雜交種子的純度，增加農作物的產量。辣椒是世界上最重要和最受歡迎的經濟蔬菜作物之一。在辣椒中有2種類型的雄性不育系統，即細胞質雄性不育和核雄性不育，這2種系統都已用于辣椒的雜交種子生產。目前在辣椒中記錄了20多個核雄性不育突變體，但只成功鑒定了2個基因。

2022年12月19日，華南農業大學在《Plant Journal》在線發表了題為“A 163-bp insertion in theCapana10g000198encoding a MYB transcription factor causes male sterility in pepper (Capsicum annuumL.)”的研究文章。研究發現了1個新的自發隱性GMS突變體，命名為msc-3，msc-3突變體的花粉敗育可能是由于絨氈層退化延遲，導致四分體胼胝質壁未退化引起的。通過采用改進的MutMap方法和分子標記連鎖分析對msc-3基因座進行精細定位，將其定位在約139.91 kb的區域，該區域包含10個注釋基因。基因表達和結構變異分析表明，編碼R2R3-MYB轉錄因子的Capana10g000198是msc-3的最佳候選基因。表達譜分析表明，Capana10g000198是一個花藥特異性基因，在Capana10g000198中有163 bp插入與雄性不育表型高度相關。此外，通過病毒誘導的基因沉默（VIGS）在雄性可育植物中下調Capana10g000198導致雄性不育。最后，作者研究了msc-3基因與其他2個已報道的辣椒GMS基因msc-1和msc-2的可能調控關系，比較轉錄組分析表明，16個GMS同源物在雄性不育花藥中的表達顯著下調。總之，這些結果表明Capana10g000198是msc-3基因座的致病基因，為進一步深入研究辣椒花粉發育的調控機制提供了重要的理論線索和基礎。