近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所周煥斌團隊提出并應用單堿基編輯技術(shù)，引導水稻內(nèi)源基因定向進化，借此開發(fā)出具有除草劑抗性的水稻新種，助力農(nóng)作物精準分子育種。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《分子植物》上。
周煥斌團隊介紹，在漫長的歷史長河中，籽粒大、味道好等野生植物中多個關(guān)鍵基因上偶然出現(xiàn)的優(yōu)良性狀逐漸留傳，最終形成現(xiàn)代作物。然而，依靠基因緩慢的自然變異速率無法滿足當今人類社會對農(nóng)作物快速增長的需求。
因此，該團隊在前期開發(fā)一系列單堿基編輯器基礎(chǔ)之上，提出了水稻內(nèi)源靶標基因的定向進化技術(shù)理念，在水稻細胞內(nèi)人工模擬自然界基因的長期進化過程，短時間內(nèi)創(chuàng)制成千上萬個靶基因的新等位基因材料，用于育種篩選。
該研究根據(jù)單堿基原理，針對水稻除草劑基因OsALS1進行引導。通過除草劑抗性篩選，成功鑒定出4個自然界中未曾被發(fā)現(xiàn)的、對除草劑具有不同抗性程度的新等位基因；并通過單堿基編輯技術(shù)，成功將變異位點P171F引入到水稻生產(chǎn)品種南粳46中，將其升級為生育期間田間無雜草發(fā)生的“潔田稻”，育出自帶“除草劑”基因的水稻新品種。
