华中农业大学张启发院士课题组耗时25年，成功克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3。该研究成果于2012年1月30日在《美国科学院院刊》上发表。
论文第一作者丁寄花博士介绍，光敏感雄性核不育水稻农垦58S于1973年由石明松先生在湖北沔阳（现仙桃）发现，该雄性不育水稻具有长日照条件下不育，短日照条件下可育的育性转换特性。
相比传统的“三系”杂交稻而言，以光敏感雄性核不育水稻为基础培育成功的“两系”杂交稻，简化了杂交育种和制种程序，降低了种子成本，并且配组自由，能充分发挥杂种优势，使杂交水稻的发展跨入一个新阶段。
张启发课题组自1987年开始即致力于克隆控制水稻光敏感核不育的基因。在长达25年的历程中，研究人员克服了重重困难，最终发现控制水稻光敏感核不育的基因pms3是一个长链非编码RNA，光敏感核不育水稻与正常水稻品种在pms3区间存在一个碱基的突变。“该基因表达受光周期调控，在长日条件下，pms3基因的正常表达对花粉发育至关重要。”
张启发解释说，在长日条件下的正常水稻中，该基因的表达量能保证水稻花粉正常发育，雄性可育；而在光敏感核不育水稻中，pms3基因区间的碱基突变导致该基因本身启动子区间发生甲基化修饰，表达量下降，不能满足水稻花粉发育对该表达产物的需求，从而在长日照条件下雄性不育。
据张启发介绍，基因pms3的克隆和功能分析的研究成果，可以直接应用于水稻两系不育系的培育，促进作物杂种优势利用研究的发展。
“更为重要的是，pms3是水稻中第一个发现并进行了功能研究的长链非编码RNA，这一结果为植物非编码RNA的功能研究打开了一扇窗。”张启发说。（来源：中国科学报 鲁伟 龙宣）
