蔬菜花卉所創制首個甘藍單倍體誘導系

      近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所甘藍青花菜課題組對DMP基因進行敲除，成功獲得了甘藍首個單倍體誘導系。相關研究成果相關研究結果以“In vivo maternal haploid induction based on genome editing of DMP in Brassica oleracea”為題發表在植物學知名期刊《Plant Biotechnology Journal》上。

      甘藍類蔬菜（cole vegetables）包含結球甘藍、青花菜、花椰菜、抱子甘藍等多種重要蔬菜作物。目前，甘藍品種大多是雜交種，獲得純系親本是其育種的關鍵步驟。相比傳統自交和回交的方法，利用雙單倍體（DH）育種技術只需要2代即可獲得完全純合的材料，可大大縮短育種年限。甘藍傳統的單倍體誘導技術是體外小孢子或花藥培養，該方法步驟繁瑣，并且嚴重受到材料基因型限制。

      本研究克隆了一個在花粉中高表達的甘藍基因BoC03.DMP9，利用CRISPR/Cas9基因編輯技術對其功能進行了研究。boc03.dmp9突變體營養生長正常，但在自交或作為父本雜交的情況下，結實率顯著降低。對不同背景的甘藍材料進行了誘導效率研究，試驗表明，boc03.dmp9自交或作為為父本進行雜交，均能夠誘導產生母本單倍體，誘導率為0.41%-2.35%，沒有基因型依賴性。該研究證實了甘藍DMP9基因的單倍體誘導功能，解決了單倍體誘導受基因型限制的難題。對加速甘藍育種具有重要的意義，也為其他作物單倍體誘導系的創制提供借鑒。

圖1. 甘藍boc03.dmp9突變體誘導產生母本單倍體

      該論文以中國農業科學院蔬菜花卉研究所為第一和通訊作者單位，碩士生趙鑫雨和博士生袁凱文為本論文的共同第一作者，呂紅豪研究員和韓風慶助理研究員為本論文的通訊作者。該研究得到了中國農業科學院創新工程和國家現代農業產業技術體系的資助。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13934