近日，中國(guó)水稻研究所基因組編輯及無(wú)融合生殖創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)將無(wú)融合生殖雜交水稻材料繁殖至第4代，從植株表型、基因組、甲基化、轉(zhuǎn)錄組和亞基因組轉(zhuǎn)錄等層面比較了不同世代克隆材料，證實(shí)了無(wú)融合生殖雜交稻在不同世代間的遺傳穩(wěn)定性，為未來(lái)人工無(wú)融合生殖體系在作物中應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物通訊》（《Plant Communications》）上。

 

　　2019年，該團(tuán)隊(duì)在雜交稻中建立了人工無(wú)融合生殖體系，實(shí)現(xiàn)了雜合基因型的固定，首次獲得了雜交稻的克隆種子，證明了雜交稻進(jìn)行自留種的可行性。但是，目前尚不清楚人工無(wú)融合生殖雜交稻的優(yōu)異性狀能否在不同世代間穩(wěn)定遺傳。而這一問(wèn)題的解決是未來(lái)無(wú)融合生殖雜交稻走向生產(chǎn)應(yīng)用的重要前提。

 

　　研究人員用連續(xù)四個(gè)水稻種植季將人工無(wú)融合生殖雜交水稻材料加代繁殖至第3代，然后借助流式細(xì)胞儀鑒定了第0代、第1代、第2代和第3代無(wú)融合生殖雜交水稻材料植株結(jié)實(shí)種子的倍性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每個(gè)世代雜交水稻植株均保持了無(wú)融合生殖特性。接著，研究人員重點(diǎn)聚焦同一季節(jié)種植的不同世代二倍體克隆植株，考察了抽穗期、分蘗數(shù)、株高、穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)、千粒重等重要農(nóng)藝性狀，發(fā)現(xiàn)它們表型相似。因此，在植株表型上，克隆植株后代保持了雜種子1代的優(yōu)勢(shì)表型。隨后，研究人員分別從全基因組、甲基化、轉(zhuǎn)錄組、亞基因組轉(zhuǎn)錄表達(dá)等分子層面揭示了無(wú)融合生殖體系的遺傳穩(wěn)定性。

 

　　
繁殖獲得多世代雜交水稻克隆植株。

 

　　

 

不同世代雜交水稻植株比較。

 

　　該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)、海南省崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的支持。