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基因编辑技术杂种等位基因筛选产生小麦高 [复制链接]

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纯系的获得是作物育种过程中的关键步骤。单倍体育种技术作为快速获得纯系的手段,能够大大缩短育种进程,提高效率。最近几年通过在玉米中解析出控制玉米单倍体诱导基因MTL/ZMPLA1和ZmDMP,到后期利用发现的控制玉米单倍体诱导基因MTL/ZMPLA1和ZmDMP在各物种的保守性,已经在水稻、小麦中也实现了高效率的单倍体诱导效果。此外值得注意的是,近期也已经实现了双子叶拟南芥单倍体的诱导。单倍体诱导基因的鉴定和保守性结合基因编辑技术的利用,将有望创建单双子叶作物单倍体快速育种新体系,在现代作物育种应用方面具有广阔前景!年11月10日,NatureBiotechnology杂志在线发表了来自全球农业科技巨头企业先正达(Syngenta)公司TimothyKelliher团队等题为“GenerationofpaternalhaploidsinwheatbygenomeeditingofthecentromerichistoneCENH3”的研究论文。该研究在小麦中通过筛选基因编辑的TaCENH3α-杂种等位基因组合,鉴定出在商业上可操作的、HI率约为7%的父系HI系。与拟南芥不同,小麦中编辑过的等位基因在雌配子体中的传递减少,并且杂合基因型比纯合体组合引发更高的HI率。这些研究进展可能会为CENH3创制HI技术在多个作物中的应用铺平道路。团多多商城,团得称心,多得开心长期以来,常规的系谱法、回交法、复合杂交和轮回选择等育种手段,已培育了许多作物能够适应各种生态环境的优良杂交种,但常规遗传改良一直存在育种周期长等缺点。而单倍体育种技术只需2代便可得到纯合的DH(DoubledHaploid)系,极大缩短了育种周期,提高了育种效率。在自然界中有些物种中会自然产生单倍体,一般发生频率很低。美国NorthrupKing种子公司于发现一个玉米高频单倍体诱导系,后命名为Stock6。研究表明Stock6作为父本诱导系可以诱导母本单倍体,诱导率为1-2%。之后经过玉米工作者对Stock6进行了改良,获得了7-15%的诱导率,同时农艺性状较优良的单倍体诱导系。并且于年1月,Nature杂志上发表来自先正达公司TimothyKelliher课题组的研究,克隆出单倍体诱导系Stock6控制单倍体诱导基因(基因命名为MTL,特异性在玉米精细胞中表达的磷脂酶)。此外,单倍体诱导的另一个有前途的方法是CENTROMERICHISTONE3(CENH3)基因,参与着丝粒复合蛋白的募集和稳定。以往研究表明,通过突变该基因,在拟南芥中可以产生约30%的种内亲本单倍体诱导。然而虽然CENH3的功能在各个物种中保守存在,但是目前为止尚未在拟南芥之外诱导有效的单倍体诱导效应。该研究在六倍体面包小麦中鉴定了CENH3的同源基因TaCenH3α和TaCenH3β,进一步检测发现TaCenH3α在子房和花粉中的表达高于TaCenH3β。因此,该研究设计两个单gRNAs位点靶向TaCenH3α三个等位基因:gRNA1靶向外显子1中N末端结构域的起始,而gRNA2靶向内含子2/外显子3剪接位点。团多多商城,团得称心,多得开心通过基因编辑进行TaCENH3α的三个等位基因进行突变,在个T0代植物中
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