近日，中國(guó)水稻研究所水稻生物育種全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王克劍團(tuán)隊(duì)與錢前院士團(tuán)隊(duì)合作研究鑒定了一個(gè)新的水稻單倍體誘導(dǎo)基因OsPLDα2，并利用該基因成功創(chuàng)建了僅依賴基因編輯的正常結(jié)實(shí)率雜交水稻無(wú)融合生殖體系。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)（Science Bulletin）》上。
雜交水稻的培育和生產(chǎn)對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有至關(guān)重要的作用。人工合成無(wú)融合生殖可以固定雜種優(yōu)勢(shì)，有望徹底解決雜交水稻無(wú)法留種的世紀(jì)難題，帶來(lái)新一輪農(nóng)業(yè)綠色革命。在前期研究中，科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的無(wú)融合生殖體系Fix2和Fix3植株都實(shí)現(xiàn)了正常結(jié)實(shí)率，但相關(guān)體系都依賴于基因編輯和異位表達(dá)元件的轉(zhuǎn)化，目前尚未建立僅依賴基因編輯的正常結(jié)實(shí)率無(wú)融合生殖體系。
科研人員鑒定了水稻中磷脂酶D家族基因OsPLDα2，利用基因編輯技術(shù)在雜交水稻中對(duì)OsPLDα2基因進(jìn)行敲除后，突變體在營(yíng)養(yǎng)期生長(zhǎng)正常，成熟期表現(xiàn)為高結(jié)實(shí)，自交子代能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用基因編輯技術(shù)，構(gòu)建了Fix4雜交水稻無(wú)融合生殖體系。Fix4植株生長(zhǎng)正常，能夠穩(wěn)定誘導(dǎo)產(chǎn)生克隆種子，將克隆種子繼續(xù)種植，同樣保持了正常的結(jié)實(shí)率。該研究證明了僅通過(guò)基因編輯技術(shù)敲除水稻內(nèi)源基因，可創(chuàng)建結(jié)實(shí)率完全正常的無(wú)融合生殖體系，為加速雜交水稻無(wú)融合生殖技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用提供理論支撐與創(chuàng)新方案。
該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)體系專項(xiàng)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的支持。(通訊員 陳鎏琰)
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.05.022
