综述：细胞质雄性不育性的多样化：可持续杂交水稻育种的关键策略

《Rice Science》：Cytoplasmic Male Sterility Diversification: A Key Strategy for Sustainable Hybrid Rice Breeding

　　

艾什瓦里亚·萨拉瓦南|卡莱马加尔·蒂亚加拉詹|马诺曼尼·斯瓦米纳坦|安妮塔·贝利|蒂亚杰什瓦里·苏布拉马尼安|森蒂尔库马尔·戈文丹

印度哥印拜陀641003，泰米尔纳德邦农业大学，植物育种与遗传学中心，遗传学与植物育种系

摘要

细胞质雄性不育性（CMS）是由线粒体与核之间的相互作用导致花粉发育受阻而产生的，它是水稻杂交种子生产中的重要机制。野生败育型（WA）CMS系统支撑着95%以上的商业杂交水稻，但过度依赖这种单一细胞质类型会增加作物遭受生物和非生物胁迫的风险。诸如过度依赖单一细胞质、偶尔出现生育力恢复不完全以及恢复基因库狭窄等问题，进一步限制了育种效率。因此，多样化CMS系统对于提升作物的遗传抗逆性和杂交种表现至关重要。本综述探讨了CMS多样化的策略，包括从野生水稻中寻找新的细胞质来源、通过回交培育新的CMS品系，以及对线粒体和恢复基因进行分子特征分析。基因组学、蛋白质组学以及CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术的发展，帮助人们发现了与不育性相关的关键基因，如orf79、orf312和，从而实现精确的生育力恢复。将CMS多样化与种植制度创新相结合，可进一步提升杂交水稻的生产力、资源利用效率及气候适应能力。对水稻不同种群适应性差异的基因组研究为开发新型CMS类型提供了有力依据。在线粒体生物学、分子育种以及生物安全政策方面的协同研究，对于充分发挥多样化CMS系统的潜力，实现可持续且高产的杂交水稻栽培具有重要意义。