來自中國(guó)科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等單位的研究人員在全球首次提出了異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新技術(shù)路線。這項(xiàng)研究將使野生稻的馴化過程從數(shù)千年縮短到幾十年，甚至更短，并開辟全新的作物育種方向。相關(guān)研究成果2月4日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志。
“雖然我國(guó)在水稻育種中取得了輝煌的成就，但仍然迫切需要新策略來應(yīng)對(duì)未來的糧食挑戰(zhàn)。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋說。
當(dāng)前的栽培稻是二倍體野生稻經(jīng)過數(shù)千年人工馴化而來，馴化過程在改良重要農(nóng)藝性狀的同時(shí)也造成了遺傳多樣性的大量丟失。除了二倍體栽培稻，稻屬還有其他25種野生植物，按照基因組特征可以分成11類，包括6類二倍體基因組和5類四倍體基因組。其中，異源四倍體野生稻具有生物量大、自帶雜種優(yōu)勢(shì)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但同時(shí)也具有非馴化特征，無法進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
為攻克培養(yǎng)多倍體水稻新作物的難題，研究人員首次提出異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新技術(shù)路線。“我們首先收集并篩選出綜合性狀最佳的異源四倍體野生稻底盤種質(zhì)資源，然后建立野生稻快速從頭馴化技術(shù)體系，再進(jìn)行品種分子設(shè)計(jì)與快速馴化，未來將推動(dòng)新型水稻作物推廣應(yīng)用。”論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所副研究員余泓解釋道。
按照這條技術(shù)路線，研究人員實(shí)現(xiàn)了材料收集，攻克了技術(shù)瓶頸，成功創(chuàng)制了落粒性降低、芒長(zhǎng)變短、株高降低、粒長(zhǎng)變長(zhǎng)、莖稈變粗、抽穗時(shí)間不同程度縮短的各種基因組編輯異源四倍體野生稻材料，證明了研究人員提出的異源四倍體野生稻快速從頭馴化策略高度可行，對(duì)未來創(chuàng)制培育新的作物種類具有重要意義。(記者陸成寬)
關(guān)鍵詞： 四倍體野生水稻
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