近期,我科學(xué)家通過分子生物學(xué)技術(shù),成功獲得了一種谷子單倍誘導(dǎo)體系,并成功通過自交和雜交首次獲得谷子單倍體。該研究由中國農(nóng)科院作物生物育種創(chuàng)新團隊完成,相關(guān)成果發(fā)表于《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》。
谷子是我國重要雜糧作物之一,具有耐瘠薄、高光效的特點。它主要種植于干旱、半干旱地區(qū),種植面積超過2000萬畝。
據(jù)團隊科學(xué)家隋毅副研究員介紹,谷子營養(yǎng)全面,尤其富含人體必須的多種維生素及微量元素,具有重要的營養(yǎng)價值。隨著人們對健康的需求和膳食結(jié)構(gòu)的改變,對雜糧需求量越來越大,因此培育品質(zhì)更優(yōu),口感更佳,廣適、抗性更強的新品種是未來育種的發(fā)展方向。
谷子單倍體與二倍體比較示意圖。中國農(nóng)科院供圖
單倍體是一種細胞內(nèi)染色體組只有一組的生物,在遺傳育種中,具有育種時間更短、性狀更易顯現(xiàn)等優(yōu)點,相較于傳統(tǒng)育種,單倍體誘導(dǎo)與加倍技術(shù)能使遺傳材料一代純合,大大提高育種進度和效率。因此,自上世紀60年代以來,一直被科學(xué)家們所青睞。然而谷子單倍體育種研究仍處于空白,引入單倍體育種是未來趨勢之一。
在此次研究中,科學(xué)家們利用分子生物學(xué)技術(shù),首先創(chuàng)造了單倍體誘導(dǎo)系。利用誘導(dǎo)系后代出現(xiàn)單倍體的頻率來估算其誘導(dǎo)能力,在此基礎(chǔ)上,利用生產(chǎn)上應(yīng)用的不育系為母本與誘導(dǎo)系進行雜交,進而獲得了谷子單倍體材料。在對雜交后代單倍體進行鑒定后,發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)單倍體效率達到2.6%。
據(jù)介紹,這一研究建立谷子雙單倍體育種平臺奠定了堅實的基礎(chǔ),為進一步提高單倍體誘導(dǎo)頻率,加快谷子育種進程具有重大意義。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃,中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程項目資助。