中国农业科学院作科所破解玉米单倍体诱导基因编辑育种技术产业应用难题

2月12日，中国农业科学院作物科学研究所作物分子育种技术和应用创新团队利用基因编辑技术，创制了3个玉米单倍体诱导系，实现了玉米单倍体诱导系高效率编辑和双荧光筛选，为攻克基因编辑结合单倍体诱导的产业应用难题提供了可选择的编辑工具。相关研究成果在线发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。
 
　　近年来，我国生物育种技术快速发展，随着单倍体诱导编辑技术的成功研发，在一定程度上加快了作物智能设计育种进程。但如何将基因编辑与单倍体诱导相结合，提高育种效率，仍需进一步探索。
 
　　研究团队基于单倍体诱导系，结合先前构建的双荧光单倍体筛选DFP报告系统和靶向 Wx1 和 Sh2 基因的CRISPR-Cas9基因编辑系统，探索并验证了基因编辑技术结合玉米单倍体诱导在产业中应用的关键步骤和流程。该研究利用单拷贝高活性基因编辑元件堆叠技术，靶向编辑 Wx1 和 Sh2 基因，创制了3个单倍体诱导联合基因编辑系，单倍体诱导率为8.55%-20.89%；受体单倍体的靶基因编辑效率达0.38%至1.46%，可以满足种业产业化应用需求。该研究还同时实现了双基因编辑，获得了双目标基因编辑单倍体系，表明单倍体诱导联合基因编辑技术具有多性状协同改良的潜力。采用该技术，以先玉335和迪卡159等玉米主栽品种亲本为受体，成功实现了亲本与杂交种的目标性状改良。
 
　　作科所与国家南繁研究院联合培养的博士后李丽娜为论文的第一作者，谢传晓研究员和朱金洁副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、作物基因资源与育种全国重点实验室、国家玉米产业技术体系、中国农业科学院南繁专项等项目的资助。
 
　　文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14608



日期：2025-02-17