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World File Search System雄性不育
作物雄性不育
全球粮食安全面临严峻挑战，因为预计到 21 世纪中叶世界人口将增长 25%，达到 100 亿 [1]。由于农业用地和淡水有限，需要利用现代农业技术实现更多、更可持续的农作物生产 [2,3]。其中包括开发和利用雄性不育系进行杂交育种和种子生产的更有效的杂种优势利用策略。植物雄性不育是指雌性器官保持正常，而不能形成或释放可育花粉粒。雄性不育突变体含有形态改变的孢子体或配子体花药组织。这些可能是由于植物花药和花粉发育过程中的转录调控、脂质代谢、糖代谢或其他过程存在缺陷所致 [4–6]。雄性不育基因的鉴定和功能分析不仅加深了我们对花药和花粉发育分子机制的认识，而且有利于开发和利用基于生物技术的雄性不育（BMS）系统，用于杂交育种和种子生产[5]。雄性不育可以由细胞质基因或核基因产生。细胞质雄性不育（CMS）由线粒体和核基因控制，在由雄性不育系、保持系和恢复系组成的三系系统中用于商业作物杂交种子生产，尽管它通常存在遗传多样性差、易患疾病以及CMS系恢复不稳定的问题[5]。核控制雄性不育仅由核基因控制，包括遗传稳定的核雄性不育（GMS）和环境敏感的核雄性不育（EGMS）。 EGMS 长期以来一直用于高效生产杂交水稻种子，其双系系统由雄性不育系和保持系组成，而 GMS 只是最近才用于 BMS 系统，例如玉米的种子生产技术 (SPT) 和多控制不育 (MCS) 系统 [7,8]。如上所述，全球粮食安全需要新的有效农业技术（如 BMS 系统）来增加农作物产量。
细胞质雄性不育杂种
摘要 杂种优势对于提高作物的产量和质量至关重要。人们已经对开发杂种优势的杂交品种进行了深入研究，并证明其是稳健有效的。细胞质雄性不育 (CMS) 在杂交生产中得到了广泛的研究。CMS 的潜在机制包括细胞毒蛋白的作用、绒毡层细胞的 PCD 和恢复因子的不当 RNA 编辑。另一方面，育性的恢复是由育性恢复 (Rf) 基因或恢复基因的存在引起的，这些基因会抑制导致不育的基因的作用。线粒体和核基因组之间的相互作用对几种调控途径至关重要，正如在 CMS-Rf 系统中观察到的那样，并且发生在基因组、转录、转录后、翻译和翻译后水平。这些 CMS-Rf 机制已在多种作物系统中得到验证。本综述旨在总结CMS–Rf系统的核线粒体相互作用机制，并阐明利用基因工程和基因组编辑等生物技术干预手段实现基于CMS的杂交种。
编辑甜瓜 eIF4E 与抗病毒和雄性不育有关
摘要 帽结合蛋白 eIF4E 通过与 eIF4G 相互作用构成 eIF4F 复合物的核心，该复合物在 mRNA 的环化及其随后的帽依赖性翻译中起关键作用。除了在 mRNA 翻译起始中的基本作用外，还描述或提出了 eIF4E 的其他功能，包括充当前病毒因子和参与性发育。我们使用 CRISPR/Cas9 基因组编辑生成了甜瓜 eif4e 敲除突变株系。编辑在甜瓜中有效，因为我们在 T0 代就获得了第一个 eIF4E 外显子中单核苷酸纯合缺失的转化植物。分离 F2 代的编辑和非转基因植物接种了摩洛哥西瓜花叶病毒 (MWMV)；纯合突变植物表现出病毒抗性，而杂合和非突变植物被感染，这与我们之前对 eIF4E 沉默植物的结果一致。有趣的是，T0 和 F2 代的所有纯合编辑植物都表现出雄性不育表型，而与野生型植物杂交则恢复了育性，表明雄性不育表型的分离与 eif4e 突变的分离之间存在完美的相关性。对甜瓜雄花沿连续发育阶段的形态学比较分析表明，小孢子母细胞和绒毡层在减数分裂后发育异常，突变体和野生型的绒毡层降解时间明显不同。RNA-Seq 分析确定了花粉发育中的关键基因，这些基因在 eif4e/eif4e 植物的花中下调，并表明 eIF4E 特异性 mRNA 翻译起始是甜瓜雄配子形成的限制因素。
植物雄性不育的最新见解和进展
植物雄性不育 (MS) 是指植物无法产生功能性花药、花粉或雄配子。开发 MS 系是植物育种计划中最重要的挑战之一，因为建立 MS 系是 F1 杂交生产的主要目标。出于这些原因，已在几种具有经济价值的物种中开发了 MS 系，特别是在园艺作物和观赏植物中。多年来，MS 已通过许多不同的技术实现，从基于交叉介导的传统育种方法的方法到基于遗传学和基因组学知识的先进设备，再到基于基因组编辑 (GE) 的最先进分子技术。GE 方法，特别是由 CRISPR/Cas 相关工具介导的基因敲除，已经产生了灵活而成功的战略思想，用于改变关键基因的功能，调节包括 MS 在内的许多生物过程。这些精准育种技术耗时较少，可通过积累有利等位基因加速新遗传变异的产生，能够显著改变生物过程，从而提高品种开发绕过有性杂交的潜在效率。本文的主要目的是概述植物雄性不育方面的见解和进展，重点介绍最近通过靶向特定核基因座诱导 MS 的新型育种 GE 应用。本文总结了近期 CRISPR 技术的潜在机制和主要作物和观赏植物的相对成功应用。本文将讨论 CRISPR/Cas 系统在 MS 突变体生产中的未来挑战和新潜在应用以及其他潜在机会，例如通过瞬时转化系统生成 CRISPR 编辑的无 DNA 和跨代基因编辑以引入所需等位基因和精准育种策略。
胞质雄性不育的分子基础和水稻中的生育能力
已经报道了体外受精的方法（Tanaka等，1994； Batellier等，已经报道了体外受精的方法（Tanaka等，1994； Batellier等，
玉米雄性不育和育性恢复现象的遗传基础——综述
摘要。高等植物的雄性不育现象是除雄蕊早熟、雌蕊早熟、异花柱（柱头不同）和自交不亲和性之外，迫使外部授粉的进化条件机制之一。由于消除了耗时且成本高的母系去雄过程，雄性不育系成为包括玉米在内的许多植物物种杂交品种种子生产中令人感兴趣的对象。使用雄性不育系进行杂交品种种子生产需要建立在不同环境下雄性不育的母系和具有育性恢复基因的合适父系。本文总结了玉米雄性不育和育性恢复遗传学方面的研究成果。
文章 一种用于番茄育种的 CRISPR-Cas9 衍生雄性不育系统
摘要：雄性不育在杂交制种中可降低成本、提高种子纯度，但目前雄性不育在番茄杂交制种中的商业化应用尚未得到广泛推广。CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术可加速雄性不育在杂交制种中的实际应用。本研究利用CRISPR-Cas9系统在两个番茄亲本中同时敲除雄性不育10(Ms10)和花青素缺失(AA)两个紧密连锁基因座下的DYSFUNCTIONAL TAPETUM1(SlDYT1)和谷胱甘肽S转移酶(SlGSTAA)。产生的dyt1gstaa双突变体因花青素缺乏而出现绿色下胚轴，并表现出稳定的雄性不育性。使用绿色下胚轴作为形态标记，雄性不育的选择效率高达 92%，此后，我们开发了一种借助形态标记选择的雄性不育高效稳定的繁殖策略。此外，我们还生产了 dyt1gstaa 衍生的杂交种子，发现其产量、重量和发芽率与相应的 WT 衍生 F1 种子相当。dyt1gstaa 系统不仅将杂交种子纯度提高到 100%，而且还有助于快速、经济高效地测定。此外，我们还发现该系统对重要的农艺性状没有明显的副作用。这项研究表明，我们利用 CRISPR/Cas9 创建的 dyt1gstaa 系统可以应用于番茄杂交种子生产。
CRISPR/Cas9 介导破坏精液蛋白 Sfp62 诱导家蚕雄性不育
简单总结：在雌雄同体动物中，精液蛋白对雄性生育至关重要。在本研究中，我们利用 CRISPR/Cas9 系统研究了鳞翅目模式昆虫家蚕精液蛋白 Sfp62 的功能。Sfp62 突变导致雄性不育并且可以稳定遗传。该突变不影响生长发育和雌性生育能力。这些数据表明 Sfp62 是不育昆虫技术 (SIT) 的理想靶标，在该技术中，转基因昆虫被大规模释放以与野生型昆虫交配，以减少甚至消灭目标害虫。有效实施 SIT 的决定因素包括转基因个体的强大竞争力和突变产生的多代效应。Sfp62 符合这些标准，因此是生物害虫防治的一个有希望的靶标。