Page 115 - 《广西植物》2025年第3期

３ 期 王雪松等: 细胞质雄性不育表型及不育机制研究进展 ４ ９ ５

ＣＭＳ 基因的不育系中ꎬ能够深入解析 ＣＭＳ 机制的 质资源ꎬ相信不断涌现的新技术和不断揭示的新
不育系少之又少ꎮ 尽管研究人员提出了一些 ＣＭＳ 机制可为植物 ＣＭＳ 现象的研究提供更多的参考ꎮ
分子机制的假说ꎬ但这些假说受制于当前的研究 随着对 ＣＭＳ 现象研究的不断深入ꎬＣＭＳ 材料能够
基础ꎬ均存在一定的局限性ꎮ (２) 当前对 ＣＭＳ 现 更好地用于生产和研究中ꎮ

象的研究相对独立ꎬ不能与呼吸作用、物质代谢、
花器官发育和激素调节网络等领域的研究结合ꎮ
不育系 的 生 理 特 征 缺 乏 详 细 清 晰 的 阐 释ꎬ 这 对 参考文献:
ＣＭＳ 现象分子机制模型的构建具有阻碍作用ꎮ 另
ＡＫＡＧＩ Ｈꎬ ＳＡＫＡＭＯＴＯ Ｍꎬ ＳＨＩＮＪＹＯ Ｃꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９４. Ａ
外ꎬ在生产应用中ꎬ多种作物长期依赖某一种或少 ｕｎｉｑｕｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｌｏｃａｔｅｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｉｃｅ
数几种 ＣＭＳ 细胞质生产杂交种ꎮ 由于细胞质遗传 ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ａｔｐ６ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ [ Ｊ]. Ｃｕｒｒｅｎｔ
的特殊性ꎬ因此同一类型的 ＣＭＳ 品系遗传背景较 Ｇｅｎｅｔｉｃｓꎬ ２５(１): ５２－５８.
为单 一ꎬ 应 对 病 虫 害 的 能 力 较 弱ꎮ １９６９ 年ꎬ 因 ＡＲＲＩＥＴＡ￣ＭＯＮＴＩＥＬ ＭＰꎬ ＭＡＣＫＥＮＺＩＥ ＳＡꎬ ２０１１. Ｐｌａｎｔ
ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｇｅｎｏｍｅｓ ａｎｄ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ [Ｍ] / / ＫＥＭＰＫＥＮ
ＵＲＦ１３ 基因编码的蛋白而导致玉米对玉米小斑病
Ｆ. Ｐｌａｎｔ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ. Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ: Ｓｐｒｉｎｇｅｒ: ６５－８２.
菌(Ｂｉｐｏｌａｒｉｓ ｍａｙｄｉｓ)Ｔ 型小种异常敏感ꎬ加之美国 ＢＡＩ Ｚꎬ ＤＩＮＧ Ｘꎬ ＺＨＡＮＧ Ｒꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２. Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
南部大面积连片种植了 ＣＭＳ￣Ｔ 型玉米ꎬ玉米叶斑 ｒｅｖｅａｌｓ ｔｈｅ ｇｅｎｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｐｏｌｌｅｎ ａｂｏｒｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ
病在美国南部迅速蔓延ꎬ带来了巨额的经济损失 ｍａｌｅ￣ｓｔｅｒｉｌｅ ｓｏｙｂｅａｎ Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ Ｌ. [Ｊ]. Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ ２３(２０): １２２２７.
(Ｌｅｖｉｎｇｓꎬ１９９３)ꎮ 因此ꎬ在 杂 交 种 生 产 中 要 注 重
ＢＡＬＡＢＡＮ ＲＳꎬ ＮＥＭＯＴＯ Ｓꎬ ＦＩＮＫＥＬ Ｔꎬ ２００５. Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａꎬ
ＣＭＳ 细胞质多样化ꎬ这对增加 ＣＭＳ 群体的遗传复
ｏｘｉｄａｎｔｓꎬ ａｎｄ ａｇｉｎｇ [Ｊ]. Ｃｅｌｌꎬ １２０(４): ４８３－４９５.
杂性从而对抗潜在的病虫害有着重要意义ꎮ ＢＥＵＲＤＥＬＥＹ Ｍꎬ ＢＩＥＴＺ Ｆꎬ ＬＩ Ｊꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３. Ｃｏｍｐａｃｔ
近年来随着各种新技术的诞生和应用ꎬＣＭＳ ｄｅｓｉｇｎｅｒ ＴＡＬＥＮｓ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｇｅｎｏｍｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ [ Ｊ].
领域的研究也进入快车道ꎮ 新的测序技术以及细 Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓꎬ ４(１): １７６２.
ＢＲＡＵＮ ＨＰꎬ ＫＬＵＳＣＨ Ｎꎬ ２０２４. Ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ
胞器组装技术可以帮助我们更加精准地比较细胞
ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｃｏｍｐｌｅｘ Ｉ￣ａｎｃｈｏｒｅｄ ｃａｒｂｏｎｉｃ ａｎｈｙｄｒａｓｅｓ?
器基因组间序列的差异ꎬ通过构建泛基因组可以
[Ｊ]. Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ ２９(１): ６４－７１.
协助对 ＣＭＳ 基因中嵌合序列的溯源ꎬ减少其中未 ＢＲＥＵＳＥＧＥＭ ＦＶꎬ ＤＡＴ ＪＦꎬ ２００６. Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ
知来源序列的比例ꎮ 然而ꎬ转录组、蛋白组为代表 ｐｌａｎｔ ｃｅｌｌ ｄｅａｔｈ [Ｊ]. Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ １４１(２): ３８４－３９０.
的多组学手段对 ＣＭＳ 基因挖掘起着不可忽视的作 ＢＲＯＷＳＥ Ｊꎬ ２００９. Ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｍｕｔａｎｔｓ ｆｏｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ
ｊａｓｍｏｎａｔｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ [Ｊ]. Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ
用ꎬ利用这些手段不仅可以更为高效地挖掘线粒
７０(１３－１４): １５３９－１５４６.
体基因组中可能引发 ＣＭＳ 现象的 ＯＲＦꎮ 靶向线粒
ＢＲＯＺ ＡＫꎬ ＫＥＥＮＥ Ａꎬ ＦＥＲＮＡＮＤＥＳ ＧＭꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２.
体的 ＴＡＬＥＮ 技 术 ( ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ￣ｔａｒｇｅｔｅｄ ＴＡＬＥＮꎬ Ｓｏｒｔｉｎｇ ｏｆ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｄ ｈｅｔｅｒｏｐｌａｓｍｙ ｉｎ
ＭｉｔｏＴＡＬＥＮ)对 ＣＭＳ 基因的直接编辑填补了线粒 Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｉｓ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｒａｐｉｄ ａｎｄ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ＭＳＨ１ ａｃｔｉｖｉｔｙ
体内序列编辑的空白ꎮ Ｍｉｔｏ￣ＴＡＬＥＮ 技术不仅可以 [ Ｊ]. Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ
１１９(３４): ｅ２２０６９７３１１９.
帮助我们更直接操作线粒体基因组敲除候选的
ＢＵＳＩ ＭＶꎬ ＧＯＭＥＺ￣ＬＯＢＡＴＯ ＭＥꎬ ＲＩＵＳ ＳＰꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１.
ＣＭＳ 基因进行验证ꎬ也让研究人员对 ＣＭＳ 基因的 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｎ ｃａｒｂｏｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ａｎｄ
研究有了更多的可能ꎮ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｆｌｏｗｅｒ ｔｉｓｓｕｅｓ ｏｆ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ
ＣＭＳ 现象是研究核质互作的重要模型ꎬ同时 [Ｊ]. Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｌａｎｔꎬ ４(１): １２７－１４３.
ＣＡＭＵＳ ＭＦꎬ ＡＬＥＸＡＮＤＥＲ￣ＬＡＷＲＩＥ Ｂꎬ ＳＨＡＲＢＲＯＵＧＨ Ｊꎬ ｅｔ
对核质互作的研究加深了对 ＣＭＳ 现象的理解ꎮ 随
ａｌ.ꎬ ２０２２. Ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｙｔｏｐｌａｓｍ [Ｊ]. Ｈｅｒｅｄｉｔｙꎬ
着 线 粒 体 基 因 组 复 制、 重 组、 修 复 ( ｒｅｐｌｉｃａｔｅꎬ
１２９(１): ３１－４３.
ｒｅｃｏｍｂｉｎｅꎬｒｅｐａｉｒꎬ也称 ＲＲＲ 基因)相关基因研究的 ＣＨＡＭＰＡＵＬＴ Ａꎬ １９７３. Ｅｆｆｅｔｓ ｄｅ ｑｕｅｌｑｕｅｓ ｒéｇｕｌａｔｅｕｒｓ ｄｅ ｌａ
不断深入ꎬ细胞核对线粒体序列变化的调控也在 ｃｒｏｉｓｓａｎｃｅ ｓｕｒ ｄｅｓ ｎœｕｄｓ ｉｓｏｌéｓ ｄｅ Ｍｅｒｃｕｒｉａｌｉｓ ａｎｎｕａ Ｌ.
被不断揭示ꎮ 核质互作领域的研究不仅有助于深 (２ｎ ＝ １６) ｃｕｌｔｉｖéｓ ｉｎ ｖｉｔｒｏ [Ｊ]. Ｂｕｌｌｄｅ ｌａ Ｓｏｃｉéｔé Ｂｏｔａｎｉｑｕｅ
ｄｅ Ｆｒａｎｃｅꎬ １２０(３/ ４): ８７－１００.
入解析线粒体基因组的重组机制ꎬ而且还为通过
ＣＨＡＳＥ ＣＤꎬ ２００７. Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ: Ａ ｗｉｎｄｏｗ ｔｏ ｔｈｅ
调控核基因表达影响 ＣＭＳ 基因进化提供了理论基
ｗｏｒｌｄ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ￣ｎｕｃｌｅａｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ [Ｊ]. Ｔｒｅｎｄｓ
础ꎮ 这将为杂交种的生产提供更为丰富的 ＣＭＳ 种 ｉｎ Ｇｅｎｅｔｉｃｓꎬ ２３(２): ８１－９０.