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Sタイプの細胞質雄性不妊（CMS-S）は、トウモロコシの3つの主要なCMSの中で最大のグループです。CMS-Sは、特定の核遺伝的背景における部分的な出生率の回復として肥沃度の不安定性を示し、ハイブリッド繁殖プログラムに商業的適用を妨げます。CMS-Sの肥沃度の不安定性現象は、いくつかのマイナーな定量的特性遺伝子座（QTLS）によって制御されますが、主要な核肥沃度回復者（RF3）ではありません。ただし、これらのマイナーなQTLの遺伝子マッピングと遺伝子修飾の分子メカニズムはまだ不明です。完全に滅菌および部分的に救助された不妊ライン（FIL）-Bの植物を使用して、バルク分離RNA-seqを実行し、肥沃度の不安定性に寄与するマイナー効果QTLで6つの潜在的な関連遺伝子を特定しました。分析は、これらの潜在的な関連遺伝子が、花の臓器分化と発達調節、エネルギー代謝、炭水化物生合成などの生物学的プロセスに関与している可能性があることを示しており、これにより、部分的に救助された植物での部分的な標準および花粉の肥沃度回復をもたらします。2つの潜在的な関連遺伝子で同定された単一のヌクレオチド多型（SNP）は、Kaspマーカーアッセイによる肥沃度回復表現型に関連するように検証されました。この新しい知識は、トウモロコシにおけるCMS-Sの部分的な肥沃度回復の分子メカニズムの理解に貢献し、したがって繁殖プログラムを導くのに役立ちます。
Sタイプの細胞質雄性不妊（CMS-S）は、トウモロコシの3つの主要なCMSの中で最大のグループです。CMS-Sは、特定の核遺伝的背景における部分的な出生率の回復として肥沃度の不安定性を示し、ハイブリッド繁殖プログラムに商業的適用を妨げます。CMS-Sの肥沃度の不安定性現象は、いくつかのマイナーな定量的特性遺伝子座（QTLS）によって制御されますが、主要な核肥沃度回復者（RF3）ではありません。ただし、これらのマイナーなQTLの遺伝子マッピングと遺伝子修飾の分子メカニズムはまだ不明です。完全に滅菌および部分的に救助された不妊ライン（FIL）-Bの植物を使用して、バルク分離RNA-seqを実行し、肥沃度の不安定性に寄与するマイナー効果QTLで6つの潜在的な関連遺伝子を特定しました。分析は、これらの潜在的な関連遺伝子が、花の臓器分化と発達調節、エネルギー代謝、炭水化物生合成などの生物学的プロセスに関与している可能性があることを示しており、これにより、部分的に救助された植物での部分的な標準および花粉の肥沃度回復をもたらします。2つの潜在的な関連遺伝子で同定された単一のヌクレオチド多型（SNP）は、Kaspマーカーアッセイによる肥沃度回復表現型に関連するように検証されました。この新しい知識は、トウモロコシにおけるCMS-Sの部分的な肥沃度回復の分子メカニズムの理解に貢献し、したがって繁殖プログラムを導くのに役立ちます。
S-type cytoplasmic male sterility (CMS-S) is the largest group among the three major types of CMS in maize. CMS-S exhibits fertility instability as a partial fertility restoration in a specific nuclear genetic background, which impedes its commercial application in hybrid breeding programs. The fertility instability phenomenon of CMS-S is controlled by several minor quantitative trait locus (QTLs), but not the major nuclear fertility restorer (Rf3). However, the gene mapping of these minor QTLs and the molecular mechanism of the genetic modifications are still unclear. Using completely sterile and partially rescued plants of fertility instable line (FIL)-B, we performed bulk segregant RNA-Seq and identified six potential associated genes in minor effect QTLs contributing to fertility instability. Analyses demonstrate that these potential associated genes may be involved in biological processes, such as floral organ differentiation and development regulation, energy metabolism and carbohydrates biosynthesis, which results in a partial anther exsertion and pollen fertility restoration in the partially rescued plants. The single nucleotide polymorphisms (SNPs) identified in two potential associated genes were validated to be related to the fertility restoration phenotype by KASP marker assays. This novel knowledge contributes to the understanding of the molecular mechanism of the partial fertility restoration of CMS-S in maize and thus helps to guide the breeding programs.
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