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[中国科学报]科学家首次获得谷子单倍体

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  谷子单倍体与二倍体比较示意图   中国农科院作科所供图

  近日,中国农业科学院作物科学研究所科研人员通过一系列技术手段首次获得谷子单倍体,为建立谷子双单倍体育种平台奠定了坚实的基础,对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。相关成果在线发表于《植物生物技术杂志》。

  论文通讯作者隋毅介绍,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。

  隋毅介绍,他们利用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,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%。

  该项研究获得了谷子单倍体诱导系,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。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13584

(单位:中国农业科学院作物科学研究所 )
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