大豆GmMS1雄性不育分子机制与功能分化研究

为探究本实验室克隆的大豆ms1突变体位点编码基因(GmMS1)调控雄性育性的分子机制,通过原核表达分别获得GmMS1和其马达结构域单氨基酸置换突变体(GmMS1A263L)urms1的马达结构域(Motor Domain,MD)与His标签融合蛋白,GmMS1 MD-His和URMS1 MD-His蛋白。体外微管结合实验揭示urms1与微管结合能力显著降低,表明GmMS1第263位精氨酸是参与微管结合的关键氨基酸,因此urms1由于微管结合能力减弱从而影响其驱动蛋白功能,导致雄性不育;为解析GmMS1与其拟南芥同源基因AtNACK2(NPK1-activating kinesin)在进化上是否出现功能分化,利用CRISPR/Cas9技术创制AtNACK2马达结构域功能丧失型突变体,对育性表型进行观察,结果表明,AtNACK2功能丧失导致植株半不育,因此从遗传上证明GmMS1与AtNACK2的确出现了基因功能分化。