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作科所成功誘導獲得谷子單倍體

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  近期,中國農業科學院作物科學研究所作物生物育種創新團隊利用CRISPR-Cas9技術結合高效的谷子遺傳轉化平臺編輯了谷子SiMTL基因獲得谷子單倍體誘導系,并成功通過自交和雜交首次獲得谷子單倍體。該研究為建立谷子雙單倍體育種平臺奠定了堅實的基礎,為進一步提高單倍體誘導頻率,加快谷子育種進程具有重大意義。相關成果于3月22日在《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》上發表。

  據隋毅副研究員介紹,谷子是我國重要雜糧作物之一,具有耐瘠薄、高光效的特點;主要種植于干旱、半干旱地區,種植面積超過2000萬畝。谷子營養全面,尤其富含人體必須的多種維生素及微量元素,具有重要的營養價值。隨著人們對健康的需求和膳食結構的改變,對雜糧需求量越來越大,因此培育品質更優,口感更佳,廣適、抗性更強的新品種是未來育種的發展方向。相較于傳統育種,單倍體誘導與加倍技術能使遺傳材料一代純合,大大提高育種進度和效率。然而谷子單倍體育種研究仍處于空白,引入單倍體育種是未來趨勢之一。

  研究人員利用CRISPR-Cas9技術定點敲除谷子中的基因SiMTL,首先創造了單倍體誘導系。利用誘導系后代出現單倍體的頻率來估算其誘導能力,并通過流式細胞技術確認自交后代單倍體發生頻率為2.7%。在此基礎上,利用生產上應用的不育系為母本與誘導系進行雜交,對雜交后代單倍體進行鑒定發現誘導單倍體效率達到2.6%。

  

  谷子單倍體與二倍體比較示意圖

  該研究得到了國家重點研發計劃,中國農科院科技創新工程項目資助。(通訊員 衛斐)

  論文鏈接:https://doi.org/10.1111/pbi.13584

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