植物CMS与线粒体基因的亚化学计量位移

王 姗，胡 骏

（武汉大学生命科学学院，杂交水稻国家重点实验室，湖北武汉 430072）

1 植物CMS简介

植物无法产生正常功能的雄配子而雌配子发育正常，此种现象在经典遗传学时代即被多次提及，当前研究中一般将其称之为雄性不育，当这种雄性不育采用胞质遗传（母系遗传）方式时即为细胞质雄性不育（Cytoplasmic Male Sterility，CMS）。细胞质雄性不育是由于核基因和线粒体基因之间的互作影响了植物花药的绒毡层和正在进行减数分裂的细胞，从而导致植物体花粉败育，且此种雄性不育以胞质遗传。据统计，通过自发突变或者人工突变而产生细胞质雄性不育现象的植物已经超过150 种［1-2］。细胞质雄性不育不仅为植物生殖发育、核质互作、线粒体基因组等方面提供了基础生物科学研究系统，也在农作物杂种优势利用方面展现出了重大的经济价值。自20 世纪20 年代获取首批商业化的杂交种子以来，已经在水稻、大麦和油菜等农作物中建立了杂交育种系统，其在实际生产应用中对于提高农作物产量的意义不容小觑，小麦、大麦、水稻、油菜和菜豆的产量分别提高了3.5%～15%、11%、55%、200%和47%［2-3］。

雄性不育现象无论是在经典遗传学方面还是现代分子生物学水平上，一直以来都是科学家们研究的热点，而CMS 作为雄性不育的类型之一，其在杂交育种上的优良表现促使人们不断挖掘和鉴定更多CMS 基因及其分子机理并加以利用。在众多不同的农作物中，解析不育基因功能将成为杂交育种这一目标达成的首要内容。……