大豆雄性不育基因首次被克隆 為拓寬大豆品種遺傳基礎(chǔ)提供重要支撐

據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院最新消息，該院作物科學(xué)研究所大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種選育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)科研機(jī)構(gòu)，成功克隆了科學(xué)界孜孜以求50年而不獲的大豆雄性不育基因MS1，為拓寬大豆品種的遺傳基礎(chǔ)提供了重要支撐。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志(Plant Biotechnology Journal)》。

團(tuán)隊(duì)執(zhí)行首席、中國(guó)農(nóng)科院作科所研究員孫石介紹，大豆是典型的自花授粉作物，花器官小，人工雜交困難、效率低;不同地理來(lái)源品種常因花期不遇進(jìn)一步限制了品種間的基因交流，導(dǎo)致大豆育成品種遺傳基礎(chǔ)狹窄，遺傳改良進(jìn)度緩慢。構(gòu)建輪回選擇群體是拓寬作物品種遺傳基礎(chǔ)的有效方法。我國(guó)學(xué)者利用引進(jìn)的雄性不育MS1突變體(ms1)，成功構(gòu)建了針對(duì)不同產(chǎn)區(qū)的輪回選擇基礎(chǔ)群體，并選育出大豆新品種。然而，由于遲遲未找到該基因在染色體上的準(zhǔn)確位點(diǎn)，“等于不知道它長(zhǎng)什么樣”，無(wú)法建立高效的生物育種技術(shù)體系，嚴(yán)重限制了輪回選擇育種的效率。

團(tuán)隊(duì)針對(duì)不育基因的特點(diǎn)，提出了公共對(duì)照池分子克隆策略，即利用已公開(kāi)的大豆品種重測(cè)序數(shù)據(jù)作為公共對(duì)照池，以ms1雄性不育純合材料構(gòu)建突變池，通過(guò)高通量測(cè)序分析，定位了ms1基因位點(diǎn);并通過(guò)CRISPR/Cas9技術(shù)，創(chuàng)制該基因編輯突變體，成功再現(xiàn)了ms1材料的雄性不育表型，從而有力證實(shí)了MS1基因突變導(dǎo)致ms1材料的雄性不育。這是大豆雄性不育基因分子克隆和功能實(shí)證的首例報(bào)道，為提高大豆雄性不育ms1輪回選擇群體的育種效率、利用基因編輯技術(shù)定向?qū)胄坌圆挥誀?、拓寬大豆品種的遺傳基礎(chǔ)提供了重要支撐。

研究建立的公共對(duì)照池分子克隆策略對(duì)于重要突變體基因的分子克隆也具有重要的借鑒價(jià)值。