《核酸研究》近日在線發表了中國農業科學院蔬菜花卉研究所種質資源團隊最新研究成果。研究人員在人工合成的蘿卜×甘藍（RRCC）異源四倍體中建立了基因組加速演化的研究模型，揭示了異源多倍體植物基因組早期演化特征，并通過基因編輯促進了同祖染色體重組和染色體剔除，首次誘導了能使配子迅速降低倍性的次級減數分裂。研究人員還在精細位點上實現了基因定點轉換，創制了目標位點嵌合新基因。
該研究創制的人工多倍體演化模型為遺傳研究和育種提供了關鍵平臺。研制的染色體重組技術、基因定點轉換和新基因誘導技術為作物基因設計提供了重要工具。
十字花科包含蘿卜、白菜、甘藍、油菜、芥菜等重要蔬菜作物、油料作物和調料作物。遠緣雜交被廣泛應用于十字花科作物的種質創新和遺傳育種。蘿卜屬和蕓薹屬作物分別獨立進化出對方稀缺的優良性狀和抗性基因。但是，屬間基因組的重組困難制約了優良基因的穿梭轉育，使得遠緣雜交育種難以取得實質性突破。
為了解決這一問題，該研究首先對一份自交8代以上的RRCC異源四倍體基因組測序，揭示了多倍體基因組的早期演化。結果發現，人工合成的異源多倍體中基因組的刪除速度很快，而基因組重排速度要慢得多。核心基因和高頻基因傾向于保留，而特有基因和低頻基因傾向于丟失。為加速基因組重排，研究人員在RRCC上建立了高效的基因編輯技術。通過編輯FANCM基因，提高了部分同源染色體的重組效率，并首次誘導了能使配子基因組迅速降低倍性的次級減數分裂。
相關論文信息：https://doi.org/10.1093/nar/gkac1209
