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中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所破解玉米單倍體誘導(dǎo)基因編輯育種技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用難題

   日期:2025-02-17     來源:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所    瀏覽:26    評論:0    
核心提示:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所破解玉米單倍體誘導(dǎo)基因編輯育種技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用難題時間:2025-02-17 14:00來源:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研
                                       中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所破解玉米單倍體誘導(dǎo)基因編輯育種技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用難題
放大字體  縮小字體時間:2025-02-17 14:00 來源:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所
  2月12日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物分子育種技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊利用基因編輯技術(shù),創(chuàng)制了3個玉米單倍體誘導(dǎo)系,實現(xiàn)了玉米單倍體誘導(dǎo)系高效率編輯和雙熒光篩選,為攻克基因編輯結(jié)合單倍體誘導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用難題提供了可選擇的編輯工具。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
 
  近年來,我國生物育種技術(shù)快速發(fā)展,隨著單倍體誘導(dǎo)編輯技術(shù)的成功研發(fā),在一定程度上加快了作物智能設(shè)計育種進(jìn)程。但如何將基因編輯與單倍體誘導(dǎo)相結(jié)合,提高育種效率,仍需進(jìn)一步探索。
 
  研究團(tuán)隊基于單倍體誘導(dǎo)系,結(jié)合先前構(gòu)建的雙熒光單倍體篩選DFP報告系統(tǒng)和靶向 Wx1 和 Sh2 基因的CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng),探索并驗證了基因編輯技術(shù)結(jié)合玉米單倍體誘導(dǎo)在產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的關(guān)鍵步驟和流程。該研究利用單拷貝高活性基因編輯元件堆疊技術(shù),靶向編輯 Wx1 和 Sh2 基因,創(chuàng)制了3個單倍體誘導(dǎo)聯(lián)合基因編輯系,單倍體誘導(dǎo)率為8.55%-20.89%;受體單倍體的靶基因編輯效率達(dá)0.38%至1.46%,可以滿足種業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用需求。該研究還同時實現(xiàn)了雙基因編輯,獲得了雙目標(biāo)基因編輯單倍體系,表明單倍體誘導(dǎo)聯(lián)合基因編輯技術(shù)具有多性狀協(xié)同改良的潛力。采用該技術(shù),以先玉335和迪卡159等玉米主栽品種親本為受體,成功實現(xiàn)了親本與雜交種的目標(biāo)性狀改良。
 
  作科所與國家南繁研究院聯(lián)合培養(yǎng)的博士后李麗娜為論文的第一作者,謝傳曉研究員和朱金潔副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、作物基因資源與育種全國重點實驗室、國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院南繁專項等項目的資助。
 
  文章鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14608
 
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