近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所農作物基因資源與基因改良國家重大科學工程“作物分子育種技術和應用創(chuàng)新團隊”和“玉米遺傳改良與新品種選育創(chuàng)新團隊”利用基因編輯研發(fā)出一步法創(chuàng)制核不育系及其保持系的新技術，為第三代作物雜交育種技術提供了更高效的技術方案。相關研究論文近日在線發(fā)表在國際期刊《分子植物》上。

據謝傳曉研究員介紹，我國玉米年播種面積超過6億畝，大田生產上幾乎全都是雜交品種，而創(chuàng)制不育系和利用不育系制種是雜種優(yōu)勢利用的關鍵技術。現(xiàn)階段，作物雜交種創(chuàng)制技術已發(fā)展到了第三代。然而，依賴傳統(tǒng)育種方法步驟多，進程慢，通常需6-8年。因此，研究人員利用基因編輯技術對玉米育性基因的功能結構域進行了定點定向刪除，從而創(chuàng)制了核不育系，并巧妙地利用基因編輯技術精確性使之與保持系技術兼容，從而創(chuàng)制出操控型核不育保持系，由此可提高第三代作物雜交技術的效率。該保持系具有以下3個特點：一是恢復不育系孢子體雄花育性；二是攜帶的保持系技術元件僅能通過雌配子向后代遺傳；三是籽粒上帶有紅色熒光標記。保持系植株自交結實籽粒會產生1∶1的保持系和不育系后代，保持系和不育系種子因發(fā)光特征不同可被肉眼或機器識別，從而實現(xiàn)保持系與不育系種子無損分揀。分揀的不育系用于雜交種制種生產的母本，保持系種子用于下一個生產年份的保持系與不育系生產。用這種技術育成新品種后，在進行制種時不再需要人工或機械去雄，可以實現(xiàn)“一步法”制種，降低了生產成本。該研究相關技術已于2019年獲得授權發(fā)明專利。

本報記者　李麗穎