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作科所成功诱导获得谷子单倍体

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  近期,中国农业科学院作物科学研究所作物生物育种创新团队利用CRISPR-Cas9技术结合高效的谷子遗传转化平台编辑了谷子SiMTL基因获得谷子单倍体诱导系,并成功通过自交和杂交首次获得谷子单倍体。该研究为建立谷子双单倍体育种平台奠定了坚实的基础,为进一步提高单倍体诱导频率,加快谷子育种进程具有重大意义。相关成果于3月22日在《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》上发表。

  据隋毅副研究员先容,谷子是我国重要杂粮作物之一,具有耐瘠薄、高光效的特点;主要种植于干旱、半干旱地区,种植面积超过2000万亩。谷子营养全面,尤其富含人体必须的多种维生素及微量元素,具有重要的营养价值。随着人们对健康的需求和膳食结构的改变,对杂粮需求量越来越大,因此培育品质更优,口感更佳,广适、抗性更强的新品种是未来育种的发展方向。相较于传统育种,单倍体诱导与加倍技术能使遗传材料一代纯合,大大提高育种进度和效率。然而谷子单倍体育种研究仍处于空白,引入单倍体育种是未来趋势之一。

  研究人员利用CRISPR-Cas9技术定点敲除谷子中的基因SiMTL,首先创造了单倍体诱导系。利用诱导系后代出现单倍体的频率来估算其诱导能力,并通过流式细胞技术确认自交后代单倍体发生频率为2.7%。在此基础上,利用生产上应用的不育系为母本与诱导系进行杂交,对杂交后代单倍体进行鉴定发现诱导单倍体效率达到2.6%。

  

  谷子单倍体与二倍体比较示意图

  该研究得到了国家重点研发计划,中国农科院科技创新工程项目资助。(通讯员 卫斐)

  论文链接:https://doi.org/10.1111/pbi.13584

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