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重大突破!从种子开始克隆水稻
发布时间:2018-12-14]  阅读次数:445次

来源:分析测试百科网

  20世纪20年代开始,许多作物都是通过先杂交两个品种获得杂交种子,再加以种植的。杂种在产量或抗虫病等方面具有优势,但是,杂交作物的后代并不总能产出同样品质的植物。

  从种子克隆出一株植物,确切地说是复制品,这将是世界农业界的重大突破。发展中国家的农民常常无法负担昂贵的杂交种子,如果农民可以从自己种出来的杂交植物身上获得“克隆种子”,就能年复一年地获得高产的好处。

  大约有400种野生植物可以在不受精的情况下产生有活力的种子,该过程被称为单性生殖(apomixis),野生植物似乎已经在这个领域进化很多次了,但是商用农作物物种却无法做到单性生殖。

  加州大学戴维斯分校的植物生物学教授Venkatesan Sundaresan和博后研究员Imtiyaz Khanday以及爱荷华州立大学和法国INRA的同事的研究成果是历史的一大进步。

  “这个成就可以改变农业,”Sundaresan说。

  “婴儿潮”基因是关键

  Sundaresan和Khanday发现,水稻基因BBM1这个“婴儿潮(Baby Boom,BBM)”基因家族成员,仅在精子细胞中表达,卵细胞不表达。受精后,受精细胞可以表达BBM1。至少现在可以说明的是,该基因表达来自雄性对基因组的贡献。

  他们推测,BBM1开启了受精卵形成胚胎的能力。

  研究人员首先使用基因编辑技术去除植物的减数分裂能力,从而,卵细胞只能通过有丝分裂形成,它们从母本那里继承了整套染色体。

  然后,使这些卵细胞表达BBM1,通常情况,没有受精的卵细胞不会表达BBM1。

  “这种二倍体卵细胞能够继续发育成胚胎,进而长成克隆种子,”Sundaresan说。

  目前为止,该工艺的转化效率大约为30%,研究人员还在通过更多研究努力提高效率,Sundaresan说,这种方法应该也适用其他谷类植物,这些作物携带相同的BBM1基因,说明相同的方法对其他作物同样有效。

  原文检索:A male-expressed rice embryogenic trigger redirected for asexual propagation through seeds,Nature


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