2月12日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物分子育種技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用基因編輯技術(shù)，創(chuàng)制了3個(gè)玉米單倍體誘導(dǎo)系，實(shí)現(xiàn)了玉米單倍體誘導(dǎo)系高效率編輯和雙熒光篩選，為攻克基因編輯結(jié)合單倍體誘導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用難題提供了可選擇的編輯工具。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物生物技術(shù)（Plant Biotechnology Journal）》上。
近年來(lái)，我國(guó)生物育種技術(shù)快速發(fā)展，隨著單倍體誘導(dǎo)編輯技術(shù)的成功研發(fā)，在一定程度上加快了作物智能設(shè)計(jì)育種進(jìn)程。但如何將基因編輯與單倍體誘導(dǎo)相結(jié)合，提高育種效率，仍需進(jìn)一步探索。
研究團(tuán)隊(duì)基于單倍體誘導(dǎo)系，結(jié)合先前構(gòu)建的雙熒光單倍體篩選DFP報(bào)告系統(tǒng)和靶向 Wx1 和 Sh2 基因的CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)，探索并驗(yàn)證了基因編輯技術(shù)結(jié)合玉米單倍體誘導(dǎo)在產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的關(guān)鍵步驟和流程。該研究利用單拷貝高活性基因編輯元件堆疊技術(shù)，靶向編輯 Wx1 和 Sh2 基因，創(chuàng)制了3個(gè)單倍體誘導(dǎo)聯(lián)合基因編輯系，單倍體誘導(dǎo)率為8.55%-20.89%；受體單倍體的靶基因編輯效率達(dá)0.38%至1.46%，可以滿足種業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用需求。該研究還同時(shí)實(shí)現(xiàn)了雙基因編輯，獲得了雙目標(biāo)基因編輯單倍體系，表明單倍體誘導(dǎo)聯(lián)合基因編輯技術(shù)具有多性狀協(xié)同改良的潛力。采用該技術(shù)，以先玉335和迪卡159等玉米主栽品種親本為受體，成功實(shí)現(xiàn)了親本與雜交種的目標(biāo)性狀改良。
作科所與國(guó)家南繁研究院聯(lián)合培養(yǎng)的博士后李麗娜為論文的第一作者，謝傳曉研究員和朱金潔副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、作物基因資源與育種全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南繁專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14608
