近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所生物信息學及應用創(chuàng)新團隊在活性氧參與誘導產(chǎn)生小麥單倍體的分子機制方面取得階段性進展，為雙單倍體育種技術(shù)的應用提供了理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于1月11日發(fā)表在《New Phytologist》雜志上。

 

　　據(jù)毛龍研究員介紹，母系雙單倍體育種技術(shù)的關(guān)鍵是父系花粉染色體在誘導單倍體過程中的消除，雖然已有研究發(fā)現(xiàn)活性氧在花藥和花粉發(fā)育過程中起重要作用，DNA損傷可能導致染色體斷裂，但DNA損傷發(fā)生的時間和原因尚不清楚。

 

　　該團隊通過基因編輯技術(shù)編輯小麥單倍體誘導基因獲得基因編輯材料mMTL。進一步的研究發(fā)現(xiàn)mMTL材料的花粉粒從三核花粉粒到花粉成熟時期產(chǎn)生大量活性氧，抗氧化酶活性降低。進一步實驗發(fā)現(xiàn)，花粉粒存在DNA損傷，且活性氧的產(chǎn)生早于DNA損傷。這些結(jié)果表明mMTL誘導產(chǎn)生單倍體的分子基礎(chǔ)是其誘導三核花粉粒時期及其后期產(chǎn)生的活性氧引起DNA損傷，進而可能導致單倍體誘導過程中的染色體消除。該研究不僅解析了誘導產(chǎn)生小麥單倍體的分子機制，而且有利于加速雙單倍體育種技術(shù)在育種中的應用，具有重要的理論和實踐價值。

 

　　作科所在讀博士生孫國梁和耿帥鋒副研究員為論文共同第一作者，毛龍研究員和李愛麗研究員為共同通訊作者。該工作得到國家自然科學基金項目、農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因重點項目、河北自然科學基金和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程“藏糧于技”項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17963