以黃金勾為代表的菜豆品種是東北黑土區(qū)重要的雜糧與蔬菜，深受民眾喜愛。目前，菜豆基因克隆和功能解析處于起步階段。為快速克隆菜豆基因，科學(xué)家在前期制備了一個(gè)菜豆黃金勾品種大龍1號(hào)的突變體庫(kù)。在該突變體庫(kù)中，研究篩選得到一個(gè)雄性不育突變體ms-2（male sterility 2，圖A）。為了利用雜種優(yōu)勢(shì)來(lái)提高作物產(chǎn)量，雄性不育特性在較多作物中的研究較為深入。在菜豆中，雖已觀察到雄性不育現(xiàn)象，但沒有克隆相關(guān)的基因，特別是沒有探究其相關(guān)的機(jī)理。

 

　　中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所利用SNP測(cè)序和自主設(shè)計(jì)的菜豆InDel分子標(biāo)記，通過(guò)圖位克隆的方法精細(xì)定位了菜豆雄性育性基因MS-2為Phvul.003G031200基因；在ms-2突變體中Phvul.003G031200基因剪切位點(diǎn)發(fā)生變異，使得蛋白質(zhì)序列缺少3個(gè)氨基酸；利用石蠟切片觀察小孢子體發(fā)育過(guò)程，發(fā)現(xiàn)MS-2基因的剪切位點(diǎn)變異導(dǎo)致絨氈層降解提前是ms-2突變體雄性不育的原因。ms-2突變體可結(jié)實(shí)大量的無(wú)籽肉莢，外源噴施2 mM生長(zhǎng)素物質(zhì)吲哚乙酸（IAA）能使ms-2突變體上的肉質(zhì)無(wú)籽莢的莢長(zhǎng)、莢寬、莢厚和單莢鮮重顯著增加，且體積增大的無(wú)籽肉莢具有加工或直接食用的潛能。本研究定位與克隆了菜豆雄性育性基因MS-2，明確了該基因突變導(dǎo)致菜豆不育的機(jī)理。MS-2基因可應(yīng)用于培育肉質(zhì)無(wú)籽莢菜豆品種，具有很好的應(yīng)用價(jià)值，這為雜種優(yōu)勢(shì)的利用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

 

　　近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在Theoretical and Applied Genetics上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金和東北地理所青年科學(xué)家小組項(xiàng)目的支持。