近期，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物生物育種創(chuàng)新團隊利用CRISPR-Cas9技術結(jié)合高效的谷子遺傳轉(zhuǎn)化平臺編輯了谷子SiMTL基因獲得谷子單倍體誘導系，并成功通過自交和雜交首次獲得谷子單倍體。
該研究為建立谷子雙單倍體育種平臺奠定了堅實的基礎，為進一步提高單倍體誘導頻率，加快谷子育種進程具有重大意義。相關成果于3月22日在《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上發(fā)表。
據(jù)介紹，谷子是我國重要雜糧作物之一，具有耐瘠薄、高光效的特點，主要種植于干旱、半干旱地區(qū)，種植面積超過2000萬畝。谷子營養(yǎng)全面，尤其富含人體必須的多種維生素及微量元素，具有重要的營養(yǎng)價值。隨著人們對健康的需求和膳食結(jié)構(gòu)的改變，對雜糧需求量越來越大，因此培育品質(zhì)更優(yōu)，口感更佳，廣適、抗性更強的新品種是未來育種的發(fā)展方向。
相較于傳統(tǒng)育種，單倍體誘導與加倍技術能使遺傳材料一代純合，大大提高育種進度和效率。然而，谷子單倍體育種研究仍處于空白，引入單倍體育種是未來趨勢之一。
谷子單倍體與二倍體比較示意圖
研究人員利用CRISPR-Cas9技術定點敲除谷子中的基因SiMTL，首先創(chuàng)造了單倍體誘導系。之后，利用誘導系后代出現(xiàn)單倍體的頻率來估算其誘導能力，并通過流式細胞技術確認自交后代單倍體發(fā)生頻率為2.7%。在此基礎上，利用生產(chǎn)上應用的不育系為母本與誘導系進行雜交，對雜交后代單倍體進行鑒定發(fā)現(xiàn)誘導單倍體效率達到2.6%。
