水稻光温敏核不育基因tms5与pms3的效应初探

【作者】 王芳权； 范方军； 王军； 李文奇； 许扬； 陈智慧； 蒋彦婕； 陶亚军； 仲维功； 杨杰；

【机构】 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心； 江苏省农业科学院粮食作物研究所/国家水稻改良中心南京分中心/江苏省优质水稻工程技术研究中心；

【摘要】 tms5与pms3是水稻的光温敏核不育基因,其功能位点已经明确,然而它们在两系不育系中的效应尚不清楚。本研究针对tms5与pms3基因功能位点,分别设计了功能标记AS-TMS5和CAPS-PMS3。经鉴定发现,这两个功能标记能准确区分不育、可育性状对应的隐性纯合、杂合和显性纯合3种基因型。其中,9311、湘恢47和宁恢108不携带tms5与pms3基因,广占63S只携带tms5不育基因,培矮64S只携带pms3基因,粤光S同时携带tms5和pms3不育基因。利用ASTMS5和CAPS-PMS3分析培矮64S/9311、广占63S/湘恢47和粤光S/宁恢108的F₂群体单株的基因型及育性的关系。在培矮64S/9311和粤光S/宁恢108的F₂群体中,pms3基因不与雄性不育性状共分离,在广占63S/湘恢47和粤光S/宁恢108的F2群体中,tms5基因与不育性状共分离。表明tms5基因是广占63S和粤光S控制光温敏不育性状的主效基因,而pms3基因在培矮64S和粤光S中并不能独立起作用,还需要与其他基因（如Pms1、pms2或目前未发现的基因）共同调控。进一步分析粤光S/宁恢108的F₂:3群体基因型与育性的关系,发现在粤光S/宁恢108背景下,携带pms3基因的株系几乎都表现可育,而携带tms5基因的株系在较高气温条件下表现不育,但育性转换温度可能较高;而携带tms5与pms3基因的株系育性转换温度比仅携tms5基因的株系低。本研究还发现,广占63S/湘恢47的F2群体1个不携带tms5与pms3基因的单株及粤光S/宁恢108的F₂:3家系1个仅携带pms3基因的单株均表现不育,这些现象也暗示了水稻两系不育系光温调控机制的复杂性。以上研究为利用或聚合tms5与pms3基因选育不育性状稳定的光温敏不育系提供了思路和方法。更多还原