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作科所研發出“一步法”雜交制種新技術

  近日,网易红彩农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程“作物分子育种技术和应用創新團隊”和“玉米遗传改良与新品種选育創新團隊”利用基因编辑研发出“一步法”创制核不育系及其保持系的技术,为第三代作物杂交育种技术提供了高效的技术方案。7月8日,相关研究論文在线发表在《Molecular Plant(分子植物)》上。鉴于该研究的产业应用价值,美国科学促进会运营的全球科技新闻服务网站优睿科(Eurekalert)在論文发表第一时间报道了相关成果。

  據謝傳曉研究員介紹,我國玉米年播種面積超過6億畝,大田生産上幾乎全都是雜交品種,而創制不育系和利用不育系制種是雜種優勢利用的關鍵技術。現階段,作物雜交種創制技術已發展到了第三代。然而,依賴傳統育種方法步驟多,進程慢,通常需6-8年。

  研究人员利用基因编辑技术对玉米育性基因的功能结构域进行了定点定向删除,从而创制了核不育系,并巧妙地利用基因编辑技术精确性使之与保持系技术兼容,从而创制出操控型核不育保持系。该保持系具有以下三个特点:一是恢复不育系孢子体雄花育性;二是携带的保持系技术元件仅能通过雌配子向后代遗传;三是籽粒上带有红色荧光标记。保持系植株自交结实籽粒会产生1:1的保持系和不育系后代,保持系和不育系种子因发光特征不同可被肉眼或机器识别,从而实现保持系与不育系种子无损分拣。分拣的不育系用于杂交种制种生产的母本,保持系种子用于下一个生产年份的保持系与不育系生产。用这种技术育成新品種后,在进行制种时不再需要人工或机械去雄,可以实现“一步法”制种,降低了生产成本。该研究相关技术已于2019年获得授权发明專利。

  作科所博士后祁显涛博士为该論文第一作者,谢传晓研究员、李新海研究员为通讯作者。该研究得到了北京市科委重大项目、中國農業科學院科技创新工程和国家现代玉米产业技术体系等项目资助。

  原文鏈接:https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(20)30181-7?utm_source=EA&from=timeline



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