以黄金勾为代表的菜豆品种是东北黑土区重要的杂粮与蔬菜，深受东北地区民众所喜爱。目前，菜豆基因克隆和功能解析尚处于起步阶段，为快速克隆菜豆基因，我们在前期制备了一个菜豆黄金勾品种大龙1号的突变体库。在该突变体库中，筛选得到一个雄性不育突变体ms-2(male sterility 2.图A)。为了利用杂种优势来提高作物产量，雄性不育特性在很多作物中研究较为深入。在菜豆中，虽已观察到雄性不育现象，但是还没有克隆相关的基因，特别是还没有对其相关的机理进行深入研究。

　　东北地理所研究团队利用SNP测序和自主设计的菜豆InDel分子标记，通过图位克隆的方法精细定位了菜豆雄性育性基因MS-2为Phvul.003G031200基因(图B)；在ms-2突变体中Phvul.003G031200基因剪切位点发生变异，使得蛋白质序列缺少3个氨基酸(图C-D);利用石蜡切片对小孢子体发育过程进行观察，发现MS-2基因的剪切位点变异导致绒毡层降解提前是ms-2突变体雄性不育的原因(图E)。ms-2突变体可结实大量的无籽肉荚，外源喷施2 mM生长素物质吲哚乙酸(IAA)能使ms-2突变体上的肉质无籽荚的荚长、荚宽、荚厚和单荚鲜重显著增加(图F-H)，体积增大的无籽肉荚具有加工或直接食用的潜能。本研究定位与克隆了菜豆雄性育性基因MS-2.明确了该基因突变导致菜豆不育的机理。MS-2基因可应用于培育肉质无籽荚菜豆品种，具有很好的应用价值，同时为杂种优势的利用奠定了坚实的理论基础。

　　研究成果近期发表在中科院一区期刊《Theoretical and Applied Genetics》上，东北地理与农业生态研究所徐坤助理研究员为论文第一作者，夏正俊研究员为论文通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项(XDA28070000)、国家自然科学基金(32001506、U21A20215、31771869)和中国科学院东北地理与农业生态研究所青年科学家小组项目(2022QNXZ05)联合资助。

图. MS-2基因克隆和功能分析

　　论文信息：Kun Xu, Jinlong Zhu, Ning Guo, Jinyu Liu, Hong Zhai, Xiaobin Zhu, Yi Gao, Hongyan Wu, Zhengjun Xia. A novel 7-base pair deletion at a splice site in MS-2 impairs male fertility via premature tapetum degradation in common bean (Phaseolis vulgaris L.). Theor Appl Genet 2023. 136. 56.

　　论文链接：https://doi.org/10.1007/s00122-023-04255-8