食品科技
北京市农林科学院蔬菜所许勇团队在西瓜双单倍体育种技术取得突破性进展
2023-06-02  浏览:134

  近日,北京市农林科学院蔬菜所在植物学权威期刊Plant Biotechnology Journal(中科院一区TOP期刊,IF=13.263)在线发表题为“Production of double haploid watermelon via maternal haploid induction”的研究论文。该研究首次创制出西瓜单倍体诱导系,成功实现西瓜体内单倍体诱导,创制出双单倍体株系,为西瓜快速育种提供了新的方案。

 

  西瓜是我国重要的经济作物之一,产销量居世界第一,占全世界西瓜产量的70%以上。西瓜也是北京特色优势产业,在京郊农业中发挥着重要作用。我院蔬菜所在西瓜转基因、基因编辑、全基因组选择等分子育种技术上达到国际领先水平,占据产业发展制高点。

 

  双单倍体育种技术近年来新兴的一种快速选育新品种的技术方法,利用自然发生或人工诱导受体亲本产生单倍体植株,再通过加倍手段获得二倍体纯合系,可实现在短时间内(两代)作物优良基因型的固定,从而创制纯合的自交系以用于杂交育种或品种选育。双单倍体技术是我国西瓜产业发展亟需突破的技术壁垒,是突破品种更新缓慢的重要技术方法。蔬菜所许勇团队利用CRIPSR/Cas9基因编辑技术敲除ClDMP4创制了西瓜单倍体诱导系,首次实现了西瓜体内的单倍体诱导。

 

  该研究利用Blast-P及组织表达检测筛选出西瓜花粉中特异表达的玉米单倍体诱导基因ZmDMP的同源基因ClDMP4,进一步通过CRISPR/Cas9技术结合Vens荧光筛选标记,构建了具有荧光标记的ClDMP4基因的突变体。在此基础上,通过杂交、荧光筛选、分子标记鉴定、流式细胞仪测定以及oryzalin加倍获得了纯合的二倍体西瓜材料。首次在西瓜中建立了单倍体诱导技术体系,诱导效率为0.5%-1%左右,目前已成功在3个西瓜品种诱导出双单倍体株系,大幅缩短了育种周期,为实现西瓜快速育种提供新的方案。当前生物育种已被列入我国科技发展的重大战略方向之一,本研究成果填补了的西瓜双单倍体育种技术空白,也为实现种业科技自立自强、种源自主可控奠定技术基础。

 

  我院首届优秀青年基金项目获得者田守蔚博士为论文第一作者,许勇研究员、温常龙研究员分别为论文通讯作者及共同通讯作者。该研究得到北京市农林科学院青年基金、优秀青年基金及创新能力建设等项目的资助。

 

  全文链接:http://doi.org/10.1111/pbi.14045

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