半世紀(jì)尋覓，大豆雄性不育基因?yàn)楹侮P(guān)鍵？
近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種選育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位，成功克隆了大豆遺傳育種界尋覓50年的雄性不育基因MS1。5月4日,相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志(Plant Biotechnology Journal)》上。
據(jù)孫石研究員介紹，大豆是典型的自花授粉作物，花器官小，人工雜交困難、效率低，不同地理來(lái)源品種常因花期不遇進(jìn)一步限制了品種間的基因交流，導(dǎo)致大豆育成品種遺傳基礎(chǔ)狹窄，遺傳改良進(jìn)度緩慢。構(gòu)建輪回選擇群體是拓寬作物品種遺傳基礎(chǔ)的有效方法，我國(guó)學(xué)者利用引進(jìn)的雄性不育ms1突變體，成功構(gòu)建了針對(duì)不同產(chǎn)區(qū)的輪回選擇基礎(chǔ)群體，并選育出大豆新品種。然而，由于遲遲未找到該基因，無(wú)法建立高效的生物育種技術(shù)體系，嚴(yán)重限制了輪回選擇育種的效率。
該研究針對(duì)不育基因的特點(diǎn)，提出了公共對(duì)照池分子克隆策略，即利用已公開(kāi)的大豆品種重測(cè)序數(shù)據(jù)作為公共對(duì)照池，以ms1雄性不育純合材料構(gòu)建突變池，通過(guò)高通量測(cè)序分析，定位了ms1基因位點(diǎn)，并通過(guò)CRISPR/Cas9技術(shù)，創(chuàng)制該基因編輯突變體，成功再現(xiàn)了ms1材料的雄性不育表型，從而有力證實(shí)了MS1基因突變導(dǎo)致ms1材料的雄性不育。該研究是大豆雄性不育基因分子克隆和功能實(shí)證的首例報(bào)道，為提高大豆雄性不育ms1輪回選擇群體的育種效率、利用基因編輯技術(shù)定向?qū)胄坌圆挥誀睢⑼貙挻蠖蛊贩N的遺傳基礎(chǔ)提供了重要支撐。研究建立的公共對(duì)照池分子克隆策略對(duì)于重要突變體基因的分子克隆具有重要的借鑒價(jià)值。
據(jù)了解，該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系及中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程資助。
宋雅娟 張蕃
