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迷信家研发新型番茄雄性不育体系用于杂交种子临盆

2020-01-14 遗传与发育生物学研究所
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  番茄作为一种严格的自花授粉作物,具有明显的杂种优势,番茄临盆根本上都是应用杂交种。今朝番茄的杂交制种以人工去雄授粉的方法停止,存在制种本钱高、杂交种纯度难包管等风险。应用雄性不育系做母本停止杂交种子临盆,可增添人工去雄休息量,从而降低本钱并进步种子纯度和防止亲本流掉。天然发明的番茄雄性不育系多半是隐性核不育系,转育过程长并难以找到有效保持系,制约了在番茄杂交制种中的应用。

  2020110日,The Plant Journal 在线发表了中国迷信院遗传与发育生物学研究所李传友团队和北京市农林迷信院蔬菜研究中间李常保团队协作完成的题为A Biotechnology-based Male Sterility System for Hybrid Seed Production in Tomato 的研究论文。该研究提出了一种应用生物技巧对番茄骨干自交系快速创制照应的番茄雄性不育系和保持系,并有效应用于杂交种子临盆的战略。

  该研究起首在番茄基因组中剖断到154个在雄蕊中特异表达的基因,拔取个中的一个基因SlSTR1作为靶标基因。应用CRISPR/Cas9基因编辑技巧对番茄骨干自交系TB0993SlSTR1基因停止定向敲除,一年内快速创制出TB0993背景的雄性不育系。进而将正常功能的SlSTR1基因和控制花青素分解的SlANT1基因连锁在一路,合营转回到雄性不育系中,从而取得了紫色的育性恢复的保持系。当以不育系为母本,杂合保持系为父本停止杂交,其子代将按1:1比例分别出转基因的保持系(紫色)和非转基因的不育系(绿色)。非转基因的不育单株很轻易经过过程幼苗色彩遴选出来并用于杂交种子临盆(图1

  该雄性不育制种体系重要具有以下优势:1、雄性不育系是由核基因隐性突变形成,实际上任何雄性可育的自交系都可以作为父本恢复系,使得杂交种配组时的父本选择不受限制;2、雄性不育系是经过过程CRISPR/Cas9基因编辑技巧创制,短期内可在多个骨干自交系中重现,省时省力且无连锁包袱;3、紫色保持系和雄性不育系杂交可以大年夜量滋长不育系,并可经过过程幼苗色彩精确剖断不育株用于杂交种子临盆;4、虽然紫色保持系是经过过程转基因手段创制,但用于杂交制种的不育系其实不含任何转基因成分;5、该研究战略很轻易复制推行到其他蔬菜、花草等园艺作物,具有广阔的应用前景。

  该研究重要受“十三五”国度重点研发筹划“蔬菜杂种优势应用技巧与强优势杂交种创制的赞助。北京市农林迷信院蔬菜中间原助理研究员杜敏敏、中科院遗传发育所博士研究生周科、浙江农林大年夜学讲师刘圆圆和遗传发育所助理研究员邓磊为该文章的合营第一作者;杜敏敏、李传友和李常保为该文章的合营通信作者。

图:新型番茄雄性不育体系的创制流程

打印 义务编辑:叶瑞优

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