近日，中國水稻研究所水稻基因組編輯及無融合生殖研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過整合山柳菊無融合生殖關(guān)鍵基因PpPAR與有絲分裂替代減數(shù)分裂模塊，在雜交水稻中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效的克隆繁殖，為加快水稻無融合生殖技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用提供了新的解決方案。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物通訊（Plant Communications）》上。
山柳菊具有一種名為“無融合生殖”的特殊繁殖方式。2022年，荷蘭科學(xué)家從山柳菊中鎖定了關(guān)鍵候選基因PpPAR，該基因與蒲公英的孤雌生殖基因ToPAR結(jié)構(gòu)和表達(dá)模式十分相似，但是該基因功能至今未得到有效驗(yàn)證。
研究團(tuán)隊(duì)將山柳菊的PpPAR基因?qū)腚s交水稻“春優(yōu)84”中，利用誘導(dǎo)產(chǎn)生純合單倍體后代。13個(gè)獨(dú)立株系中單倍體誘導(dǎo)率最高達(dá)1.5%，為快速創(chuàng)制純合系提供了新途徑。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步引入有絲分裂替代減數(shù)分裂模塊，使卵細(xì)胞跳過減數(shù)分裂直接進(jìn)行有絲分裂，形成二倍體克隆種子，最終，F(xiàn)ix5無融合生殖株系的克隆效率在T0代最高達(dá)84.6%，且遺傳穩(wěn)定性在T1、T2代中保持良好。全基因組測序證實(shí)克隆種子100%保留親本雜合性，成功固定了雜交優(yōu)勢。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101387
