中国科学家研发出“一步法”杂交制种新技术
发布时间：2020-07-09 发布者：亚时财经
人们对于杂交技术并不陌生，杂交水稻更是“明星产品”。但在农产品制种方面，此前一直需要多个步骤，并非一蹴而就。但是近日，中国农业科学院作物科学研究所的研究结果告诉人们，杂交制种可以“一步到位”了。
（图源：新华社）
7月8日，《分子植物》（Molecular Plant）在线发表了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”和“玉米遗传改良与新品种选育创新团队”最新研究成果。成果显示，研究团队利用基因编辑研发出“一步法”创制核不育系及其保持系的技术，为第三代作物杂交育种技术提供了高效的技术方案。
该研究通讯作者为中国农业科学院作物科学研究所谢传晓研究员、李新海研究员。鉴于该研究的产业应用价值，美国科学促进会运营的全球科技新闻服务网站优睿科在论文发表第一时间报道了相关成果。
项目负责人谢传晓介绍，中国玉米年播种面积超过6亿亩，大田生产上几乎全都是杂交品种，而创制和利用雄性不育系制种是杂种优势利用的关键技术。现阶段，随着分子生物学与现代生物技术发展，基于细胞核不育系的第三代杂交制种技术依然诞生。但依赖传统育种方法步骤多，进程慢，通常需6-8年。
其中提到的雄性不育是指植物雄蕊发育异常、不能产生有功能的花粉，但雌蕊发育正常、能够结实的现象。作物雄性不育技术的每一次进步都对农业做出巨大贡献。作物雄性不育技术的每一次进步都对农业做出巨大贡献，例如“三系法”、“两系法”杂交稻都获得了大面积应用。
谢传晓说，研究人员利用基因编辑技术对玉米育性基因的功能结构域进行了定点定向删除，从而创制了核不育系，并巧妙地利用基因编辑技术精确性使之与保持系技术兼容，从而创制出操控型核不育保持系。
他还称，上述提到的保持系具有恢复不育系孢子体雄花育性、携带的保持系技术元件仅能通过雌配子向后代遗传与籽粒上带有红色荧光标记这三个特点。
此外，保持系植株自交结实籽粒会产生1 : 1的保持系和不育系后代，保持系和不育系种子因发光特征不同可被肉眼或机器识别，从而实现保持系与不育系种子无损分拣。分拣的不育系用于杂交种制种生产的母本，保持系种子用于下一个生产年份的保持系与不育系生产。
用这种技术育成新品种后，在进行制种时不再需要人工或机械去雄（指去除雄蕊的花），可以实现“一步法”制种，降低了生产成本。
谢传晓介绍说，同样的技术策略也可以应用于水稻、谷子、小麦、高粱等作物的杂交育种及制种生产。另外，该研究相关技术已于2019年获得授权发明专利。
责任编辑：Carrick
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