近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所生物信息學及應用創(chuàng)新團隊在活性氧參與誘導產(chǎn)生小麥單倍體的分子機制方面取得階段性進展，為雙單倍體育種技術的應用提供了理論基礎。相關研究成果于1月11日發(fā)表在《New Phytologist》雜志上。

 

　　據(jù)毛龍研究員介紹，母系雙單倍體育種技術的關鍵是父系花粉染色體在誘導單倍體過程中的消除，雖然已有研究發(fā)現(xiàn)活性氧在花藥和花粉發(fā)育過程中起重要作用，DNA損傷可能導致染色體斷裂，但DNA損傷發(fā)生的時間和原因尚不清楚。

 

　　該團隊通過基因編輯技術編輯小麥單倍體誘導基因獲得基因編輯材料mMTL。進一步的研究發(fā)現(xiàn)mMTL材料的花粉粒從三核花粉粒到花粉成熟時期產(chǎn)生大量活性氧，抗氧化酶活性降低。進一步實驗發(fā)現(xiàn)，花粉粒存在DNA損傷，且活性氧的產(chǎn)生早于DNA損傷。這些結果表明mMTL誘導產(chǎn)生單倍體的分子基礎是其誘導三核花粉粒時期及其后期產(chǎn)生的活性氧引起DNA損傷，進而可能導致單倍體誘導過程中的染色體消除。該研究不僅解析了誘導產(chǎn)生小麥單倍體的分子機制，而且有利于加速雙單倍體育種技術在育種中的應用，具有重要的理論和實踐價值。

 

　　作科所在讀博士生孫國梁和耿帥鋒副研究員為論文共同第一作者，毛龍研究員和李愛麗研究員為共同通訊作者。該工作得到國家自然科學基金項目、農(nóng)業(yè)部轉基因重點項目、河北自然科學基金和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程“藏糧于技”項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17963