來(lái)自中國(guó)科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等單位的研究人員在全球首次提出了異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化的新技術(shù)路線。這項(xiàng)研究將使野生稻的馴化過(guò)程從數(shù)千年縮短到幾十年，甚至更短，并開(kāi)辟全新的作物育種方向。相關(guān)研究成果2月4日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志。

“雖然我國(guó)在水稻育種中取得了輝煌的成就，但仍然迫切需要新策略來(lái)應(yīng)對(duì)未來(lái)的糧食挑戰(zhàn)。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋說(shuō)。

當(dāng)前的栽培稻是二倍體野生稻經(jīng)過(guò)數(shù)千年人工馴化而來(lái)，馴化過(guò)程在改良重要農(nóng)藝性狀的同時(shí)也造成了遺傳多樣性的大量丟失。除了二倍體栽培稻，稻屬還有其他25種野生植物，按照基因組特征可以分成11類，包括6類二倍體基因組和5類四倍體基因組。其中，異源四倍體野生稻具有生物量大、自帶雜種優(yōu)勢(shì)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但同時(shí)也具有非馴化特征，無(wú)法進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

為攻克培養(yǎng)多倍體水稻新作物的難題，研究人員首次提出異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化的新技術(shù)路線。“我們首先收集并篩選出綜合性狀最佳的異源四倍體野生稻底盤種質(zhì)資源，然后建立野生稻快速?gòu)念^馴化技術(shù)體系，再進(jìn)行品種分子設(shè)計(jì)與快速馴化，未來(lái)將推動(dòng)新型水稻作物推廣應(yīng)用。”論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所副研究員余泓解釋道。

按照這條技術(shù)路線，研究人員實(shí)現(xiàn)了材料收集，攻克了技術(shù)瓶頸，成功創(chuàng)制了落粒性降低、芒長(zhǎng)變短、株高降低、粒長(zhǎng)變長(zhǎng)、莖稈變粗、抽穗時(shí)間不同程度縮短的各種基因組編輯異源四倍體野生稻材料，證明了研究人員提出的異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化策略高度可行，對(duì)未來(lái)創(chuàng)制培育新的作物種類具有重要意義。(陸成寬)