糯玉米是一種產(chǎn)生支鏈淀粉的具有重要食用與工業(yè)價值的特用玉米。近年來市場對糯玉米需求量的增加推動了糯玉米種質(zhì)的改良與研究工作。近日，安徽農(nóng)業(yè)大學與中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所合作，于《作物學報》（英文版）在線發(fā)表最新研究成果。他們利用目標性狀定向突變策略較快地獲得了糯性親本及糯性雜交種。

論文通訊作者、安徽農(nóng)業(yè)大學教授程備久告訴《中國科學報》，傳統(tǒng)回交育種需要的年限較長，而且在糯性基因wx的轉(zhuǎn)育中往往會帶入供體親本的染色體片段，即育種上通常所說的連鎖累贅，從而嚴重制約了育種效率。

為了解決這個難題，該研究以玉米雜交種35為受體，通過目標性狀定向突變策略（DTM）分別對雜交種35的親本自交系35F和35M的Wx基因進行定點突變，經(jīng)過較少世代回交及SNP芯片輔助篩選，獲得糯性35F和35M自交系。隨后又通過雜交獲得了具有糯性性狀的35玉米雜交種，增加了wx基因的類型并提高了育種效率。

論文共同通訊作者、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所副研究員劉昌林介紹，該研究利用遺傳背景為ZC01且含有CRISPR/Cas9系統(tǒng)的株系ZC01-DTMwx，通過活體基因編輯活性突變受體材料的Wx基因，進而產(chǎn)生糯性性狀，然后在突變后代中篩選獲得遺傳背景恢復(fù)率高、轉(zhuǎn)基因陰性且wx基因突變的株系。

結(jié)果顯示，改良糯性親本與其雜交種胚乳支鏈淀粉的平均含量高達94.9%，其對應(yīng)的野生型胚乳支鏈淀粉平均含量為76.9%，兩者相比差異極顯著。全基因組SNP數(shù)據(jù)分析表明，父本系和母本系遺傳背景恢復(fù)率最高分別達98.19%和86.78%，而且父本系和母本系都不含CRISPR/Cas9系統(tǒng)。

田間試驗表明，該團隊創(chuàng)制的糯性親本系及其雜交種與其對應(yīng)的野生型農(nóng)藝性狀相似?！拔覀冞@項工作為CRISPR/Cas9系統(tǒng)應(yīng)用于定向改良遺傳轉(zhuǎn)化困難的商業(yè)雜交種提供了實例，拓寬了基因編輯技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?！背虃渚谜f。

相關(guān)論文信息：https：//doi.org/10.1016/j.cj.2020.01.006