细胞质雄性不育是玉米、水稻、小麦等多种作物杂种优势利用的重要途径，目前玉米C型细胞质雄性不育（CMS-C）不育机理已被解析，恢复基因的克隆以及恢复机理的解析尚不清晰，恢复基因的克隆以及恢复机理研究可以进一步完善CMS-C 核质互作机理，为玉米不育化制种的应用提供理论基础。12月11日，河南农业大学农学院玉米遗传课题组汤继华教授在植物学顶级期刊Plant Biotechnology Journal（影响因子：13.8）正式发表题为“A P-type pentatricopeptide repeat protein ZmRF5 promotes 5′ region partial cleavages of atp6c transcripts to restore the fertility of CMS-C maize by recruiting a splicing factor.”的研究论文，揭示了ZmRF5通过与MORF8和RS31A形成切割/育性恢复复合体对不育基因atp6c 5’区域进行部分切割并恢复育性的分子机制。本研究通过图位克隆和精细定位得到玉米CMS-C恢复基因ZmRf5的候选基因ZM00001D007531，构建过表达株系可以使不育系育性恢复，敲除株系与恢复系杂交后代育性丧失，功能回补以及等位性检验确定ZM00001D007531即是C型胞质的恢复基因ZmRf5。ZmRf5在玉米中组成性表达，其中在花药S6时期表达量较高，其编码一个P型PPR蛋白，靶向线粒体。与恢复系相比，不育系中存在23bp和111bp两个大片段缺失，形成终止密码子提前的突变，突变转录本编码37个氨基酸，恢复功能丧失。ZmRF5不直接结合atp6c，通过MORF8的“月老”功能牵线，与RS31A结合形成切割/育性恢复复合体，促进atp6c转录本5′ 区域切割位点从480th核苷酸转移到344th核苷酸以快速部分降解CMS相关转录物，并保留适量的atp6c RNA用于蛋白质翻译，为组装复合物V提供足够的ATP6C。不育系中的ATP6C远低于保持系中ATP6的蛋白含量，在ZmRf5存在下，ATP6C蛋白量恢复正常水平。该研究克隆了玉米CMC-C恢复基因ZmRf5，验证其恢复功能，并初步探明ZmRF5协同MORF8与RS31A结合形成切割/育性恢复复合体对atp6c转录本5′ 区域部分切割，进而恢复玉米CMS-C的育性的分子机制；补充和完善了玉米C型不育胞质的不育机制，丰富了细胞核与线粒体相互作用的认识。河南农业大学农学院博士生林亚楠为本论文第一作者，农学院青年教师杨慧丽为本论文的共同第一作者，薛亚东副教授、刘宗华教授以及汤继华教授为本文的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目（32272165和31571745）的资助。文章来源：植物生物技术Pbj
