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  • 資訊 > 市場(chǎng)動(dòng)態(tài) > 玉米純系培育“高鐵技術(shù)”再加速

    2019-07-04 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)
    近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳紹江團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上率先報(bào)道了玉米單倍體誘導(dǎo)關(guān)鍵基因ZmDMP,為理解單倍體育種中高頻誘導(dǎo)的成因奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然—植物》。

           近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳紹江團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上率先報(bào)道了玉米單倍體誘導(dǎo)關(guān)鍵基因ZmDMP,為理解單倍體育種中高頻誘導(dǎo)的成因奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

           純系選育是玉米育種的核心。“單倍體育種技術(shù)是目前純系創(chuàng)制速度最快的方法,可以說(shuō)是育種的‘高鐵技術(shù)’。”陳紹江告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,單倍體育種技術(shù)涉及誘導(dǎo)、鑒別和加倍3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),其中誘導(dǎo)性能的高低是決定能否規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵。但由于其遺傳機(jī)理不清,高頻誘導(dǎo)系選育甚為困難。

           為此,研究團(tuán)隊(duì)從解析遺傳機(jī)理入手,在初定位和精細(xì)定位的基礎(chǔ)上完成了關(guān)鍵基因克隆。研究表明,兩個(gè)基因在單倍體誘導(dǎo)中起關(guān)鍵作用。一是來(lái)源于stock6的ZmPLA1,該基因可以使玉米材料具備基礎(chǔ)誘導(dǎo)能力;第二個(gè)關(guān)鍵誘導(dǎo)基因ZmDMP位于第9號(hào)染色體上。

           研究結(jié)果表明,在ZmPLA1突變的基礎(chǔ)上,利用基因編輯技術(shù)將ZmDMP完全敲除可將單倍體誘導(dǎo)率提高5~6倍,呈現(xiàn)出顯著的倍增效應(yīng),由此解析了誘導(dǎo)系能夠高頻誘導(dǎo)單倍體的遺傳基礎(chǔ)。研究也發(fā)現(xiàn)ZmDMP基因敲除后具有獨(dú)立的誘導(dǎo)單倍體能力,這是科學(xué)家首次在非stock6材料上發(fā)現(xiàn)獨(dú)立誘導(dǎo)現(xiàn)象。該發(fā)現(xiàn)有望為下一步高頻單倍體誘導(dǎo)系選育提供新的研究方向。

           陳紹江表示,通過(guò)單倍體誘導(dǎo)基因的同源基因功能驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),誘導(dǎo)基因在水稻、小麥等作物中具有單倍體誘導(dǎo)能力。該研究不僅可為遺傳學(xué)與生殖生物學(xué)研究提供重要參考,也將在實(shí)踐上為跨作物新型共性快速育種技術(shù)體系的創(chuàng)建開(kāi)辟新前景。

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