細胞質雄性不育（Cytoplasmic Male Sterility，簡稱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)中具有重要的應用價值，利用CMS進行雜交種子生產(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進而引發(fā)小孢子敗育，但其所引發(fā)的敗育機制尚不清楚。
Agriculture Communications 期刊于2023年10月上線了北京市農(nóng)林科學院玉米研究所趙久然團隊題為“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，報道了線粒體復合體I亞基在玉米S型細胞質雄性不育花粉敗育過程中的作用。
該研究利用iTRAQ蛋白定量技術比較了不育系和保持系小孢子敗育前的線粒體蛋白質組成，發(fā)現(xiàn)線粒體復合體I（CI）部分亞基蛋白含量的改變與花粉敗育密切相關。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亞基轉錄水平的改變明顯早于其它亞基。進一步通過酵母雙雜交實驗篩選差異蛋白發(fā)現(xiàn)，CI-13kDa亞基與orf355在酵母細胞中存在弱相互作用，該互作可能具有重要的生物學意義，暗示不育基因orf355可能通過線粒體復合體I引起花粉敗育。該研究為解析玉米S型細胞質雄性不育的敗育機制提供了有價值的見解。
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，本研究獲得北京學者財政專項、北京市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局種質創(chuàng)制和品種選育聯(lián)合攻關項目、北京市農(nóng)林科學院財政追加專項等項目的資助。
