近日，中國農業科學院棉花研究所棉花高產育種創新團隊揭示了線粒體嵌合基因orf610a通過破壞ATP合酶組裝進而導致棉花不育系花粉敗育的作用機制。相關研究成果發表在《植物生物技術雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。
哈克尼西棉細胞質雄性不育系在不同環境條件下均表現出穩定的無花粉、完全敗育特征，在棉花“三系”雜交育種中具有廣闊的應用前景。因此，鑒定哈克尼西棉細胞質雄性不育候選基因功能并解析不育系花粉敗育的作用機制，對推動不育系簡化制種技術在棉花雜交育種中大面積應用具有重要意義。
該研究發現，在棉花中過表達線粒體嵌合基因orf610a會導致花藥絨氈層和小孢子細胞發育異常，最終表現為花粉量減少、花粉活性降低，自交棉鈴產生大量不孕籽。進一步研究發現，orf610a蛋白可與線粒體呼吸鏈中ATP合酶亞基D互作，造成ATP合酶活性顯著降低，破壞了線粒體的正常功能和能量產生，最終導致棉花雄性不育。研究結果為深入揭示棉花細胞質雄性不育及其育性恢復機理奠定了理論基礎，對生產上選育強優勢棉花“三系”雜交種具有指導作用。
該研究得到河南省自然科學基金和國家自然科學基金等項目的資助。（通訊員 梁冰）
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70105
