杂交育种技术的推广显著提高了水稻、玉米、小麦和油菜等作物的产量。目前全国审定的大豆杂交种有30余个，均由“三系”法育成。受制于亲本种质资源有限、转育周期长等因素，难以充分发挥杂种优势潜力。第三代杂交育种技术基于核雄性不育基因和遗传工程改良，为克服上述技术瓶颈提供了新的思路。因此，克隆大豆核雄性不育基因并解析其功能，将为建立大豆第三代智能核不育系统提供技术支撑。
近日，在线发表题为“”的研究论文。该研究报道了通过正向遗传学手段对大豆核雄性不育位点ms1的精细定位和克隆，并解析了该基因功能，为大豆第三代杂交育种系统的应用提供了材料及理论支撑。
该研究以两个等位突变体-(Ames)和-(Urbana)分别与Jilin20(JL20)和Jilin21(JL21)构建的两组BC5F2高世代回交群体为研究对象，利用BSA-seq分析将候选基因初步定位于13号染色体上，进一步精细定位将候选区间缩小到kb（图1），该区间共有17个编码基因。分析该区间碱基变异信息，发现-和-两个突变体均在编码驱动蛋白(Kinesin)基因外显子处存在变异,其中-在编码区的位缺失了碱基G，导致其编码蛋白提前翻译终(AA)，-在编码区的位碱基由C变为T，导致其蛋白质马达结构域(Motordomain)第位保守的精氨酸(Arg)突变为半胱氨酸(Cys)（图1）。
图1精细定位
早期研究发现-(NorthCarolina)突变体不能进行减数分裂后的胞质分裂，导致其花粉粒变大，体内不能萌发，雄性育性完全丧失(BrimandYoung,;AlbertsenandPalmer,)。该研究发现-和-两个突变体都具有与-相似表型（图2B为-花粉表型）。同时，对CRISPR/Cas9基因敲除材料表型分析发现，-和-两个独立株系也具有同样的花粉粒变大并败育表型（图2G）。这些结果进一步确定编码大豆雄性育性基因。
图2表型验证
通过烟草瞬时转化、拟南芥微管标记株系pTUB6::mCherry-TUB6共转化以及大豆花药免疫荧光等实验（图3）对MS1蛋白进行初步功能研究，发现MS1主要定位于细胞核中，与微管蛋白共定位，在花药减数分裂末期参与细胞板的形成。
图3大豆花药免疫荧光染色
最近有两篇文章也报道了的另外一种大片段缺失突变类型，并提供了可有效编辑基因的靶点信息(Jiangetal.,;Nadeemetal.,)，以上研究将极大促进在第三代大豆杂交育种中的应用。
广州大学李美娜副教授、孔凡江教授，吉林省农业科学院张春宝研究员和河北省农林科学院粮油作物研究所张孟臣研究员、秦君研究员为本文共同通讯作者。广州大学博士后方小龙、硕士研究生孙小媛，吉林省农业科学院杨向东研究员和中国水稻研究所李清博士为该文共同第一作者。该研究获得了国家自然科学基金的资助。
参考文献：
Brim,C.A.,andYoung,M.F.().Inheritanceofamale-sterilecharacterinsoybeans.CropSci11,–.
Albertsen,M.C.,andPalmer,R.G.().A
