植物基因進化的BEMGE原理和程序。周煥斌供圖
近日，《分子植物》在線發(fā)表中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所研究員周煥斌團隊最新成果，他們應用單堿基編輯技術（BEMGE）介導植物內源基因定向進化，開發(fā)出具有除草劑抗性的水稻新種質。
通訊作者周煥斌介紹，通過BEMGE技術發(fā)掘出不同農(nóng)藝性狀及強度等位基因，預示著人類可定向進化各農(nóng)作物重要性狀的基因。
在漫長的歷史長河中，野生植物中多個關鍵基因上偶然出現(xiàn)的優(yōu)良性狀逐漸留傳，最終形成現(xiàn)代作物。然而，依靠基因緩慢的自然變異速率無法滿足當今人類社會對農(nóng)作物快速增長的需求。
因此，該團隊利用上述定向進化技術理念，在水稻細胞內人工模擬自然界基因的長期進化過程。可在短時間內創(chuàng)制成千上萬個靶基因的新等位基因材料，用于育種篩選。
通過除草劑抗性篩選，研究人員成功鑒定出4個自然界中未曾被發(fā)現(xiàn)的、對除草劑具有不同抗性程度的新等位基因；并通過單堿基編輯技術，成功將變異位點P171F引入到水稻生產(chǎn)品種南粳46中，將其升級為通過苗期一、兩次施藥，生育期田間無雜草發(fā)生的“潔田稻”。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.01.010
