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中心合作论文在Nature子刊《Scientific Reports》发表

    发布日期:2016-12-5 10:55:00                            浏览次数:633

    近日,我中心赵炳然研究员团队与华南农业大学庄楚雄研究员课题组合作在Nature子刊《Scientific Reports》在线发表题为“Development of Commercial Thermo-sensitive Genic Male Sterile Rice Accelerates Hybrid Rice Breeding Using the CRISPR/Cas9-mediated TMS5 Editing System”的论文(在线网址:http://www.nature.com/articles/srep37395)。该论文第一作者是周海研究员,该研究得到了转基因生物新品种培育科技重大专项--高产转基因水稻新品种培育课题的资助。

    水稻是重要的粮食作物,全世界50%以上的人口以稻米为主食。提高单位面积粮食产量始终是育种家追求的目标。杂交水稻可以提高10-20%的产量。杂交水稻育种技术主要分为三系法和两系法。三系法由于存在恢-保关系限制,自然界只有约5%对不育系具有恢复性,因而配组不自由。两系杂交水稻以光温敏不育系为工具,95%左右的正常水稻都可以恢复光温敏不育系的育性,相对三系法较有利于杂种优势的充分利用。

    CRISPR/Cas9是近年来发展起来的一种高效的定点突变技术,已经广泛应用于动、植物和微生物的基因功能研究。该技术获得的转基因植株,通过后代遗传分离可以获得不带转基因成分,但目标基因突变的突变体。这些突变体与传统的诱变育种获得的材料一致。

    TMS5是两系杂交水稻育种中应用最广泛的温敏不育基因。本论文,首先利用CRISPR/Cas9系统,在TMS5的编码区中设计了10个靶位点用于靶向诱变,并评估了打靶和脱靶效应的潜在频率,从中筛选出突变效率最高且未发现脱靶的TMS5ab载体。研究人员还根据不同靶序列的特点,讨论了影响编辑效率的因素。值得注意的是,利用TMS5ab载体在1年内培育了11个不带转基因成分的温敏不育系,并已用于高产水稻品种培育。

    该方法与传统育种相比,不仅极大的缩短了温敏不育系的培育过程,而且可以一改常规育种程序需要从一开始就选育、并在特殊条件下繁殖不育株的程序为前期选可育株、待稳定后通过该技术突变为不育系的方法,因而升级了两系杂交水稻育种技术,有利于不育系综合性状选育与杂种优势的进一步发掘、利用。

     

     

    (撰稿:赵炳然)

     

     

     

国家杂交水稻工程技术研究中心 - 湖南杂交水稻研究中心