Molekularna identyfikacja czynników cytoplazmatycznej męskiej sterylności roślin

Cecha cytoplazmatycznej męskiej sterylności (CMS) znalazła zastosowanie w hodowli roślin jako jeden z mechanizmów kontroli procesu zapylania przy produkcji nasion mieszańcowych. Pod względem genetycznym CMS jest uwarunkowana wspólnym działaniem sterylnej cytoplazmy i specyficznych dla niej genów jądrowych. Dotychczasowe badania wskazują, że genetyczne determinanty CMS zlokalizowane są w genomie mitochondrialnym. Mają one charakter chimeryczny, tzn. są złożone z fragmentów znanych genów i odcinków nieznanego pochodzenia. Geny chimeryczne powstają w wyniku rekombinacji - niejednokrotnie jako rezultat wielu zdarzeń rekombinacyjnych. Kodują one białka zawierające duże domeny hydrofobowe - prawdopodobnie interferujące z funkcją wewnętrznej błony mitochondrialnej. Równolegle z badaniami podstawowymi prowadzone są eksperymenty zmierzające do opracowania markerów molekularnych dla identyfikacji poszczególnych cytoplazm hodowlanych. Można je wykorzystywać do eliminacji roślin z cytoplazmą sterylną z obiektów męskopłodnych oraz roślin z cytoplazmą płodną z obiektów męskosterylnych. Artykuł stanowi przegląd stanu wiedzy o molekularnych determinantach CMS u wybranych gatunków roślin.

Cytoplasmic male sterility (CMS) has been widely used in hybrid seed production to control the process of pollination. CMS trait results from a joint action of a sterile cytoplasm and specific nuclear genes. Molecular determinants of CMS are located in the mitochondrial genome. They are often chimeric and consist of sequences of different origin. Such genes are created by recombination events and code for proteins that interfere with a function of the inner mitochondrial membrane. Some effort has been dedicated to identification of cytoplasmic DNA markers which can be exploited for selection purposes. This paper reviews current the knowledge on CMS determinants in selected plant species.