中国科学院种子创新研究院/遗传与发育生物学研究所李家洋团队2月4日在国际学术期刊《细胞》发表了一项新成果:首次提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略,未来或将培育出新型多倍体水稻作物,大幅提升粮食产量并增加作物环境变化适应性。
李家洋院士解释,科学家们已经发现,当前栽培稻的祖先都是二倍体野生稻,但稻属还有其他25种野生植物,按照基因组特征又可以分成11类,包括6类二倍体基因组和5类四倍体基因组。其中异源四倍体野生稻具有生物量大、自带杂种优势、环境适应能力强等优势。但它们同时也具有非驯化特征,无法进行农业生产。
研究团队在多年研究的基础上提出了“四个阶段”的快速、从头驯化的新策略:第一阶段,收集并筛选综合性状最佳的异源四倍体野生稻底盘种质资源;第二阶段,建立野生稻快速从头驯化技术体系,其中包括三个核心点,即高质量参考基因组的绘制和基因功能注释,高效遗传转化体系和高效基因组编辑技术体系;第三阶段,品种分子设计与快速驯化,包括重要农艺性状基因注释及基于基因组信息的品种分子设计,重要农艺性状基因的功能验证,多基因编辑及聚合及田间综合性状评估;第四阶段,新型水稻作物推广应用。
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