小麥?zhǔn)芑蚪M復(fù)雜性(異源六倍體)所限,在雜交育種上停滯不前。同時(shí),制種成本過(guò)高也大大制約著雜交小麥產(chǎn)業(yè)化推廣。
先正達(dá)集團(tuán)北京創(chuàng)新中心呂建團(tuán)隊(duì)與先正達(dá)種業(yè)科學(xué)家Tim Kelliher團(tuán)隊(duì)合作,開發(fā)出作物上首個(gè)具商業(yè)化潛力的父本單倍體誘導(dǎo)技術(shù),可以在小麥中產(chǎn)生父本單倍體,大幅減少小麥雜交制種成本。相關(guān)論文于2020年11月9日在線發(fā)表于《自然—生物技術(shù)》。
研究人員創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一對(duì)gRNA,只在CENH3(絲粒組蛋白)蛋白氮端引入回碼突變,不改變羧基段和啟動(dòng)子區(qū)域,最終實(shí)現(xiàn)了7%的父本單倍體誘導(dǎo)率。由此,該研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一步胞質(zhì)不育系轉(zhuǎn)育技術(shù)。這是基于父本單倍體技術(shù),將不育系開發(fā)成父本單倍體誘導(dǎo)系,將待轉(zhuǎn)育的材料誘導(dǎo)父本單倍體,再利用單倍體加倍技術(shù)實(shí)現(xiàn)胞質(zhì)不育的一步轉(zhuǎn)育,可以將原來(lái)需要的3年時(shí)間(7代)縮短到不到一年時(shí)間(2代)。
這項(xiàng)技術(shù)不僅可以加速小麥雜種優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)研究和雜交小麥的推廣,也為基于CENH3的HI-EDIT(單倍體基因編輯耦合技術(shù))技術(shù)在多種作物中的應(yīng)用鋪平道路。同樣的方法和設(shè)計(jì)模式或可推廣到其它沒有單倍體誘導(dǎo)系統(tǒng)的作物上。
來(lái)源:nature、科學(xué)網(wǎng)、中華網(wǎng)