通过连锁作图和转录组数据，在日本柳（Cryptomeria japonica D. Don）中定位与雄性不育2（MS2）相关的候选基因

《BMC Genomics》：Positional identification of a candidate gene for MALE STERILITY 2 (MS2) by linkage mapping and transcriptomic data in Cryptomeria japonica D. Don

【字体：大中小】 时间：2026年05月20日 来源：BMC Genomics 3.7

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　　摘要背景日本雪松（Cryptomeria japonica D. Don）是日本主要的造林树种，但其丰富的花粉产量是导致季节性过敏性鼻炎（花粉症）的主要原因。为缓解这一公共卫生问题，人们推广了使用雄性不育品种。目前已鉴定出五种类型的隐性雄性不育突变（ms1–ms5），并且MS1和

摘要

背景

日本雪松（Cryptomeria japonica D. Don）是日本主要的造林树种，但其丰富的花粉产量是导致季节性过敏性鼻炎（花粉症）的主要原因。为缓解这一公共卫生问题，人们推广了使用雄性不育品种。目前已鉴定出五种类型的隐性雄性不育突变（ms1–ms5），并且MS1和MS4的致病基因和突变机制也已明确。然而，导致MS2型雄性不育的基因尚未被发现。

结果

我们采用基于图谱的克隆策略来鉴定导致MS2型雄性不育的候选基因。高分辨率连锁图谱分析将MS2位点定位在5号连锁群上的1.56 cM区间内，该区间对应于参考基因组中的8.64 Mb区域。我们对这一区域内的91个基因进行了功能注释、基因表达分析和突变检测。其中，一个名为SUGI_0493010的基因满足了所有三个标准：它与Arabidopsis thaliana中的花粉发育基因具有同源性，在雄性球果中特异性表达，并且在ms2突变体中其预测的催化结构域内存在有害的氨基酸替换（S40F）。在同一育种群体中的一个杂合个体（Ms2/ms2）中也检测到了相同的突变，其基因型通过后代测试得到了验证。结构分析表明，受影响的丝氨酸残基位于保守的GDSL基序内，这提示其酶活性可能受到了破坏。

结论

我们的研究结果强烈表明，SUGI_0493010（GELP）是C. japonica中MS2型雄性不育的候选基因。这一发现加深了我们对针叶树雄性不育机制的理解，并为培育无花粉树木提供了宝贵的遗传资源。该研究还展示了在森林树木基因组学中结合遗传图谱分析、转录组学和突变数据的有效性。

背景

日本雪松（Cryptomeria japonica D. Don）是日本主要的造林树种，但其丰富的花粉产量是导致季节性过敏性鼻炎（花粉症）的主要原因。为缓解这一公共卫生问题，人们推广了使用雄性不育品种。目前已鉴定出五种类型的隐性雄性不育突变（ms1–ms5），并且MS1和MS4的致病基因和突变机制也已明确。然而，导致MS2型雄性不育的基因尚未被发现。

结果

我们采用基于图谱的克隆策略来鉴定导致MS2型雄性不育的候选基因。高分辨率连锁图谱分析将MS2位点定位在5号连锁群上的1.56 cM区间内，该区间对应于参考基因组中的8.64 Mb区域。我们对这一区域内的91个基因进行了功能注释、基因表达分析和突变检测。其中，一个名为SUGI_0493010的基因满足了所有三个标准：它与Arabidopsis thaliana中的花粉发育基因具有同源性，在雄性球果中特异性表达，并且在ms2突变体中其预测的催化结构域内存在有害的氨基酸替换（S40F）。在同一育种群体中的一个杂合个体（Ms2/ms2）中也检测到了相同的突变，其基因型通过后代测试得到了验证。结构分析表明，受影响的丝氨酸残基位于保守的GDSL基序内，这提示其酶活性可能受到了破坏。