細(xì)胞質(zhì)雄性不育（Cytoplasmic Male Sterility，簡(jiǎn)稱CMS）是指由線粒體不育基因引發(fā)的雄性不育現(xiàn)象。CMS在玉米的雜交種子生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，利用CMS進(jìn)行雜交種子生產(chǎn)無需人工去雄，可大幅節(jié)省人力成本和時(shí)間成本。在玉米S型CMS中，不育基因orf355在第一次有絲分裂之前大量表達(dá)進(jìn)而引發(fā)小孢子敗育，但其所引發(fā)的敗育機(jī)制尚不清楚。

 

　　Agriculture Communications 期刊于2023年10月上線了北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究所趙久然團(tuán)隊(duì)題為“An iTRAQ-based quantitative proteomic analysis reveals the role of mitochondrial complex I subunits in S-type cytoplasmic male sterility of maize”的研究論文，報(bào)道了線粒體復(fù)合體I亞基在玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育花粉敗育過程中的作用。

 

　　該研究利用iTRAQ蛋白定量技術(shù)比較了不育系和保持系小孢子敗育前的線粒體蛋白質(zhì)組成，發(fā)現(xiàn)線粒體復(fù)合體I（CI）部分亞基蛋白含量的改變與花粉敗育密切相關(guān)。其中，CI-B8亞基在CMS-S小孢子中的蛋白含量顯著高于保持系，并且CI-B8亞基轉(zhuǎn)錄水平的改變明顯早于其它亞基。進(jìn)一步通過酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)篩選差異蛋白發(fā)現(xiàn)，CI-13kDa亞基與orf355在酵母細(xì)胞中存在弱相互作用，該互作可能具有重要的生物學(xué)意義，暗示不育基因orf355可能通過線粒體復(fù)合體I引起花粉敗育。該研究為解析玉米S型細(xì)胞質(zhì)雄性不育的敗育機(jī)制提供了有價(jià)值的見解。

 

　　肖森林、李志勇為該論文第一作者，趙久然研究員、宋偉研究員為論文通訊作者，本研究獲得北京學(xué)者財(cái)政專項(xiàng)、北京市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局種質(zhì)創(chuàng)制和品種選育聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目、北京市農(nóng)林科學(xué)院財(cái)政追加專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。