半世紀(jì)尋覓，大豆雄性不育基因為何關(guān)鍵？
近日，中國農(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)新團隊聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢單位，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，不同地理來源品種常因花期不遇進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，我國學(xué)者利用引進的雄性不育ms1突變體，成功構(gòu)建了針對不同產(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。
該研究針對不育基因的特點，提出了公共對照池分子克隆策略，即利用已公開的大豆品種重測序數(shù)據(jù)作為公共對照池，以ms1雄性不育純合材料構(gòu)建突變池，通過高通量測序分析，定位了ms1基因位點，并通過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證的首例報道，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。研究建立的公共對照池分子克隆策略對于重要突變體基因的分子克隆具有重要的借鑒價值。
據(jù)了解，該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系及中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程資助。
宋雅娟 張蕃
