研究揭示了核糖体质量控制温敏雄性不育水稻育性转化的新机制

两系杂交稻是利用水稻杂种优势的有效途径，促进了杂交稻的发展。超过95%的温敏杂交稻由含有温敏雄性不育基因TMS5的不育系组成，凸显了TMS5在两系杂交稻繁殖中的重要地位。

全球极端天气呈正常趋势。不育系统杂交种植时，低温天气容易导致种植失败，造成经济损失，限制了两系统杂交水稻的发展。温敏雄性不育系统的起点温度是男性从可育性向不育性转变的临界压力，也是保证两系统杂交水稻种植安全的关键。

早期，中国科学院遗传与发展生物学研究所曹晓峰团队和华南农业大学庄楚雄团队复制了TMS5基因。基因编码保守的核糖核酸酶RNase ZS1。随后，遗传发展研究所曹晓峰团队和陈宇航团队揭露了TMS5作为TRNA环磷酸酶修复2′,3′-环磷-TRNA调节TRNA循环，调节水稻温敏雄性不育的分子机制。然而，TMS5所依赖的温敏不育系统转化起点温度调节的分子网络需要进一步完善。近日，曹晓峰团队发现核糖体蛋白质质量控制(RQC)成员OSRQC2通过选择性结合TRNA，改变进入RQC的TRNA水平，从而调节育性转化的起点温度。

通过EMS诱变选择获得中高温下可恢复株1S育性的抑制子sot4，将转化起点温度从23℃升至>25℃。通过遗传分析和同源检查，发现SOT4编码的蛋白质和酵母中的RQC2p是同源蛋白，并命名为OSRQC2。抑制子sot4(tms5) osrqc2-1)点突变发生在其CC2结构域上，使第552位Thr突变为Ile。这个位点在不同的物种中是传统的和分化的，在动植物中，在真菌中，在细菌和古代细菌中。遗传试验和体内生化实验证实，Osrqc2参与了对Tms5突变体起点温度的调节，T552I突变减缓了其加入CATylation的速度。

此外，该研究通过RIP进一步研究-tRNA-SEQ发现OSRqc2 TRNAT52I结合TRNA-Ala与TRNAA相结合，TRNAA能力变强-Ser/Ile能力减弱。与此同时，该研究通过质谱鉴定水稻中CC-terminal tails产物的氨基酸组成再次验证了上述发现。因此，利用高通量环磷RNA和总长TRNA技术发现抑制子tms5 可部分恢复体内trqc2-1