2025-03-25 15:12:47
記者26日從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所獲悉，該所玉米耐密高產(chǎn)功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，發(fā)現(xiàn)了一種通過針對(duì)性基因編輯Br2基因?qū)崿F(xiàn)玉米株高連續(xù)降低的方法，為玉米耐密、抗倒改良提供了重要的技術(shù)支撐。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《植物生物技術(shù)雜志》上。
玉米目前在全球谷物生產(chǎn)中排名第一，對(duì)保障全球糧食和飼料供應(yīng)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。提高種植密度，一直被視為增加單位土地面積玉米籽粒產(chǎn)量的關(guān)鍵措施。近年來，有研究指出，“矮稈玉米”可能是未來玉米育種的一個(gè)方向。然而，培育“矮稈玉米”面臨的一個(gè)主要技術(shù)障礙是缺乏可利用的基因和優(yōu)良種質(zhì)資源。
論文通訊作者、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員王寶寶介紹，本研究聚焦于通過基因編輯技術(shù)改良玉米植株高度，以培育適應(yīng)高密度種植的抗倒伏品種。研究人員針對(duì)Br2基因設(shè)計(jì)了敲除載體，并在自交系中鑒定了七個(gè)具有不同突變的T1轉(zhuǎn)基因系。通過雜交實(shí)驗(yàn)，研究人員進(jìn)一步驗(yàn)證了不同突變組合的效果，并發(fā)現(xiàn)所有28個(gè)與優(yōu)良自交系雜交的F1群體均分離出了矮化后代。為了加速優(yōu)良玉米自交系的植株高度改良，研究人員開發(fā)了單倍體誘導(dǎo)劑介導(dǎo)的基因組編輯系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，研究人員在三個(gè)優(yōu)良自交系中獲得了編輯的單倍體，并通過自發(fā)染色體加倍成功轉(zhuǎn)化為編輯的雙倍體，均表現(xiàn)出顯著的植株高度降低。
針對(duì)性基因編輯Br2基因可實(shí)現(xiàn)玉米株高的連續(xù)降低。中國(guó)農(nóng)業(yè) 科學(xué)院生物技術(shù)研究所供圖
王寶寶表示，該研究通過創(chuàng)制基于Br2的“單倍體介導(dǎo)的基因組編輯”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了兩代內(nèi)對(duì)玉米株高進(jìn)行快速定向改良，可大幅提高育種效率。未來，這一方法有望用于定制改善不同遺傳背景下的植株高度，為培育適應(yīng)高密度種植且抗倒伏的玉米品種提供有力的分子育種支持。
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