近期，中國農業科學院作物科學研究所作物轉基因技術與應用創新團隊利用CRISPR-Cas9技術結合高效的谷子遺傳轉化平臺編輯了谷子 SiMTL 基因獲得谷子單倍體誘導系，并成功通過自交和雜交首次獲得谷子單倍體。相關成果于3月22日在《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》上發表。

據隋毅副研究員介紹，谷子是我國重要雜糧作物之一，具有耐瘠薄、高光效的特點;主要種植于干旱、半干旱地區，種植面積超過2000萬畝。谷子營養全面，尤其富含人體必須的多種維生素及微量元素，具有重要的營養價值。隨著人們對健康的需求和膳食結構的改變，對谷子這一雜糧需求量越來越大，因此培育品質更優，口感更佳，廣適、抗性更強的新品種是未來育種的發展方向。相較于傳統育種，單倍體誘導與加倍技術能使遺傳材料一代純合，大大提高育種進度和效率。然而谷子單倍體育種研究仍處于空白，引入單倍體育種是未來趨勢之一。

研究人員利用CRISPR-Cas9技術定點敲除谷子中的基因 SiMTL ，首先創造了單倍體誘導系。利用誘導系后代出現單倍體的頻率來估算其誘導能力，并通過流式細胞技術確認自交后代單倍體發生頻率為2.7%。在此基礎上，利用生產上應用的不育系為母本與誘導系進行雜交，對雜交后代單倍體進行鑒定發現誘導單倍體效率達到2.6%。該研究為建立谷子雙單倍體育種平臺奠定了堅實的基礎，為下面進一步提高單倍體誘導頻率，加快谷子育種進程具有重大意義。

 

谷子單倍體與二倍體比較示意圖

作科所在讀博士生程子祥、作科所與中國農業大學聯合培養博士生孫堯為論文的共同第一作者，隋毅副研究員等為共同通訊作者。作科所刁現民研究員、智慧研究員、李新海研究員、中國農業大學郭巖教授也參與了本項研究。該研究得到了國家重點研發計劃，中國農業科學院創新工程項目資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.13584