作者:李晨 来源:中国科学报 发布时间:2020/7/10 13:44:10
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科学家研发出“一步法”杂交制种新技术

创制的保持系与不育系开花期农艺性状及其结实籽粒发光特征   作科所供图

7月8日,《分子植物》在线发表中国农业科学院作物科学研究所(以下简称作科所)创新团队最新成果。他们利用基因编辑研发出“一步法”创制核不育系及其保持系的技术,为第三代作物杂交育种技术提供了高效的技术方案。

鉴于该研究的产业应用价值,美国科学促进会运营的全球科技新闻服务网站优睿科(Eurekalert)在论文发表第一时间报道了相关成果。

论文通讯作者、作科所研究员谢传晓介绍,我国玉米年播种面积超过6亿亩,大田生产上几乎全都是杂交品种,而创制不育系和利用不育系制种是杂种优势利用的关键技术。现阶段,作物杂交种创制技术已发展到了第三代。然而,传统育种方法步骤多、进程慢,创制新材料通常需6~8年。

研究人员利用基因编辑技术对玉米育性基因的功能结构域进行了定点定向删除,从而创制了核不育系。并且,他们巧妙地利用基因编辑技术精确性使之与保持系技术兼容,创制出操控型核不育保持系。

该保持系具有以下三个特点:恢复不育系孢子体雄花育性;携带的保持系技术元件仅能通过雌配子向后代遗传;籽粒上带有红色荧光标记。

因而,保持系植株自交结实籽粒会产生1:1的保持系和不育系后代。保持系和不育系种子因发光特征不同可被肉眼或机器识别,从而实现保持系与不育系种子无损分拣。

分拣的不育系用于杂交种制种生产的母本,保持系种子用于下一个生产年份的保持系与不育系生产。

用这种技术育成新品种后,在进行制种时不再需要人工或机械去雄,可以实现“一步法”制种,降低了生产成本。该研究相关技术已于2019年获得授权发明专利。

该研究得到了北京市科委重大项目、转基因重大专项、中国农业科学院科技创新工程及国家现代玉米产业技术体系等资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.06.003

 
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