近期，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團隊利用CRISPR-Cas9技術(shù)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(dǎo)系，并成功通過自交和雜交首次獲得谷子單倍體。相關(guān)成果于3月22日在《植物生物技術(shù)（Plant Biotechnology Journal）》上發(fā)表。

 

　　據(jù)隋毅副研究員介紹，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，對谷子這一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(dǎo)與加倍技術(shù)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。

 

　　研究人員利用CRISPR-Cas9技術(shù)定點敲除谷子中的基因 SiMTL ，首先創(chuàng)造了單倍體誘導(dǎo)系。利用誘導(dǎo)系后代出現(xiàn)單倍體的頻率來估算其誘導(dǎo)能力，并通過流式細胞技術(shù)確認自交后代單倍體發(fā)生頻率為2.7%。在此基礎(chǔ)上，利用生產(chǎn)上應(yīng)用的不育系為母本與誘導(dǎo)系進行雜交，對雜交后代單倍體進行鑒定發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)單倍體效率達到2.6%。該研究為建立谷子雙單倍體育種平臺奠定了堅實的基礎(chǔ)，為下面進一步提高單倍體誘導(dǎo)頻率，加快谷子育種進程具有重大意義。

 

　　作科所在讀博士生程子祥、作科所與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生孫堯為論文的共同第一作者，隋毅副研究員等為共同通訊作者。作科所刁現(xiàn)民研究員、智慧研究員、李新海研究員、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)郭巖教授也參與了本項研究。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項目資助。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.13584