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保持系的籽粒上帶有紅色熒光標(biāo)記。 作科所供圖
近日，《分子植物》在線發(fā)表中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱作科所）創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)最新成果。他們利用基因編輯研發(fā)出“一步法”創(chuàng)制核不育系及其保持系的技術(shù)，為第三代作物雜交育種技術(shù)提供了高效的技術(shù)方案。
論文通訊作者、作科所研究員謝傳曉介紹，我國(guó)玉米年播種面積超過(guò)6億畝，大田生產(chǎn)上幾乎都是雜交品種，而創(chuàng)制不育系和利用不育系制種是雜種優(yōu)勢(shì)利用的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)階段，作物雜交種創(chuàng)制技術(shù)已發(fā)展到了第三代。然而，傳統(tǒng)育種方法步驟多、進(jìn)程慢，創(chuàng)制新材料通常需6~8年。
研究人員利用基因編輯技術(shù)對(duì)玉米育性基因的功能結(jié)構(gòu)域進(jìn)行了定點(diǎn)定向刪除，從而創(chuàng)制了核不育系。并且，他們巧妙地利用基因編輯技術(shù)精確性使之與保持系技術(shù)兼容，創(chuàng)制出操控型核不育保持系。
該保持系具有以下三個(gè)特點(diǎn)：恢復(fù)不育系孢子體雄花育性；攜帶的保持系技術(shù)元件僅能通過(guò)雌配子向后代遺傳；籽粒上帶有紅色熒光標(biāo)記。因而，保持系植株自交結(jié)實(shí)籽粒會(huì)產(chǎn)生1：1的保持系和不育系后代。保持系和不育系種子因發(fā)光特征不同可被肉眼或機(jī)器識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)保持系與不育系種子無(wú)損分揀。
分揀的不育系用于雜交種制種生產(chǎn)的母本，保持系種子用于下一個(gè)生產(chǎn)年份的保持系與不育系生產(chǎn)。
用這種技術(shù)育成新品種后，在進(jìn)行制種時(shí)不再需要人工或機(jī)械去雄，可以實(shí)現(xiàn)“一步法”制種，降低了生產(chǎn)成本。該研究相關(guān)技術(shù)已于2019年獲得授權(quán)發(fā)明專利。（中國(guó)科學(xué)報(bào)記者李晨）
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