近日，農學院楊守萍教授團隊在大豆質核互作雄性不育機理研究中取得重要進展。2021年12月4日在Journal of Experimental Botany上在線發表了題為“Confirmation of GmPPR576as a fertility restorer gene of cytoplasmic male sterility in soybean”（https://doi.org/10.1093/jxb/erab382）的研究論文。
雜種優勢利用是提高作物產量的有效途徑，質核互作雄性不育在雜種優勢利用中具有重要作用。大豆中通過“三系”雜交種生產體系已培育30余個雜交大豆新品種，但是CMS/Rf系統的分子機理研究不夠深入，目前尚未見到大豆CMS基因和育性恢復基因Rf被克隆的報道。
該研究對不育系NJCMS1A的育性恢復基因進行遺傳定位，確定育性恢復基因位于從Glyma.16G161600到Glyma.16G163400這19個基因的基因組區段。在含有育性恢復基因的恢復系NJCMS1C和不含育性恢復基因的不育系NJCMS1A及其保持系NJCMS1B中分別擴增這19個基因的基因組序列，通過序列比對初步縮小候選育性恢復基因的范圍，確定育性恢復基因可能是PPR家族基因GmPPR576（Glyma.16G161900）和GmPPR552（Glyma.16G162100）或二者之一。在多個恢復系、不育系和保持系中獲得候選育性恢復基因的序列，通過序列比對、單倍型分析和系統發育分析進一步確定候選育性恢復基因可能是GmPPR576（Glyma.16G161900）。大豆N8855是NJCMS1A雄性不育細胞質供體，N8855的育性正常，說明其本身攜帶育性恢復基因，具有天然的CMS/Rf系統，如果破壞其中的育性恢復基因Rf的功能，則可導致N8855發生雄性不育。利用CRISPR/Cas9技術成功敲除大豆N8855中的候選育性恢復基因GmPPR576，基因編輯植株發生雄性不育，證明候選育性恢復基因GmPPR576是NJCMS1A的育性恢復基因。育性恢復基因的確定對于通過“三系”雜交種生產體系實現大豆雜種優勢利用具有重要的理論和實踐意義。
該論文的署名單位為南京農業大學，博士生王枟劉和賀亭亭為共同第一作者，農學院楊守萍教授為通訊作者，蓋鈞鎰院士提供了指導，趙團結教授參加了部分研究，博士后丁先龍和碩士生張琪琪、楊龍樹、博士生聶智星參加了部分實驗。
該研究得到了國家重點研發計劃（2016YFD0101500，2016YFD0101504）、中央高校基本科研業務費專項資金（KYT201801）、長江學者和創新團隊發展計劃（PCSIRT_17R55）、江蘇省研究生科研創新計劃（KYCX18_0651）的資助。
