本站讯（记者 董澄和 通讯员 李海朋）近日，海南大学热带作物学院罗越华教授和中科院遗传所李云海研究员联合培养的博士研究生吴伦英以海南大学为第一完成单位在Nature Communications（影响因子：14.919）在线发表了题为A natural allele of OsMS1 responds to temperature changes and confers thermosensitive genic male sterility的研究论文。
高温是造成农作物减产的重要原因之一，研究植物如何感知并响应温度的分子机制，不但可以丰富人们对植物适应环境的认识，而且对将来培育耐高温作物具有重要意义。光温敏雄性不育水稻对我国两系杂交稻育种意义重大而深远。自2009年初步定位和2011年精细定位正向温敏不育基因后，海南大学罗越华教授课题组联合中国科学院遗传与发育生物学研究所和北京大学等单位开展温敏雄性不育分子机制研究。海南大学博士研究生吴伦英历时10余载，利用图位克隆方法克隆到wenmin1基因（温敏的汉字拼音）。
克隆并验证wenmin1基因功能
研究人员发现wenmin1基因是已知的OsMS1基因等位基因，OsMS1基因的第902位碱基T突变为碱基C，导致第301氨基酸L突变为氨基酸P，L301P的突变显著降低OsMS1的转录激活活性。随后通过设计一系列实验，他们证实不论是在单细胞生物酵母，还是双子叶植物拟南芥、烟草以及单子叶植物水稻中L301P的突变都导致OsMS1wenmin1定位于细胞核和细胞质，而野生型OsMS1wenmin1定位于细胞核。研究人员利用酵母系统、烟草瞬时表达系统、水稻原生质体系统以及水稻稳定转基因系统共同证明高温减少OsMS1蛋白丰度，而OsMS1wenmin1对温度响应更加敏感，高温下OsMS1wenmin1蛋白丰度更低。该研究发现由于高温导致OsMS1和OsMS1wenmin1蛋白量的下降，而高温下OsMS1wenmin1蛋白量下降的更明显，导致OsMS1-TDR和OsMS1wenmin1-TDR复合物在不同温度下丰度不同，导致高温下wenmin1突变体中，EAT1基因表达更低，最终导致了花粉败育。
调控花粉发育模式图
该研究揭示了温度调控OsMS1蛋白丰度的一种新机制，L301P的突变导致OsMS1wenmin1对温度响应更为敏感，进而导致高温不育的表型。值得注意的是，不同物种中OsMS1高度保守。该研究发现为进一步阐明温度调控水稻育性转换的分子机制，指导两系杂交稻育种，乃至在其它作物中创制新的温敏不育系具有深远的意义。
罗越华教授课题组在读博士研究生吴伦英和博士研究生毕业于海南大学、北京大学博士后景晓辉为论文的共同第一作者。海南大学热带作物学院罗越华（Yuehua Luo）教授和中科院遗传所李云海（Yunhai Li）研究员、北京大学生命科学学院安成才（Chengcai An）教授为论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和海南省重点研发项目等基金的支持。
相关论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-022-29648-z
（编辑：王一钦）
