近日，中國水稻研究所王克劍團隊利用基因編輯技術在雜交水稻中同時敲除了4個水稻生殖相關基因，建立了水稻無融合生殖體系，得到了雜交稻的克隆種子，實現(xiàn)了雜合基因型的固定。相關研究成果在線發(fā)表在《自然·生物技術（Nature Biotechnology）》上。
雜種優(yōu)勢廣泛存在于動物和植物當中，對推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出了重要貢獻。但是由于遺傳分離，雜交種子后代會發(fā)生性狀分離，無法保持其雜種優(yōu)勢，因此育種家必須每年花費大量的人力、物力和財力進行制種工作；同時由于雜交種不能留種，使得農(nóng)民每年必須購買新的種子。而無融合生殖是一種通過種子進行無性繁殖的生殖方式，可以隨著世代更迭而不改變雜交品種的雜合基因型，使得雜交后代不發(fā)生性狀分離，從而實現(xiàn)雜種優(yōu)勢的固定。
研究人員通過篩選，將秈粳雜交稻品種春優(yōu)84選為水稻無融合生殖研究的模式品種。研究人員利用CRISPR/Cas9基因編輯技術在春優(yōu)84中同時敲除PAIR1、REC8、OSD1和MTL4個內(nèi)源基因，獲得了可以發(fā)生無融合生殖的Fix（Fixation of hybrids）材料。Fix植株在營養(yǎng)生長階段表現(xiàn)正常，但育性也明顯下降。通過細胞倍性檢測，在其子代中獲得了細胞倍性為二倍體且基因型與親本完全一致的植株，這些F2代植株的表型也與其F1代雜交稻高度相似。由此證明，通過基因編輯技術同時編輯4個基因，就可將無融合生殖特性引入到雜交稻當中，從而實現(xiàn)雜合基因型的固定。
該研究得到了中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程及國家自然科學基金的資助。（通訊員 陳鎏琰）
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41587-018-0003-0
