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基因編輯技術可減緩作物群體多樣性降低趨勢

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  12月13日,中國水稻研究所種質創新團隊提出了利用基因編輯技術快速減緩綠色革命帶來的遺傳侵蝕效應。相關研究成果在線發表在《科學報告(Scientific Reports)》上。

  據胡興明博士介紹,遺傳侵蝕指的是隨著農業工業化發展,栽培的農作物會失去大量遺傳資源,群體內多樣性會大大降低,存在潛在生物或者非生物侵害危機。綠色革命基因sd1應用水稻育種以來,帶有半矮稈基因植株的改良品種在多個生態區得到較快推廣,淘汰了當地種植的農家品種,這種單一化的現代品種種植現象在中國尤為突出。研究人員認為,利用基因編輯工具,對已經保存的大量高稈農家品種進行半矮稈sd1基因的編輯,可以大量且迅速獲得單一位點破壞但仍保留其他優良農藝性狀特點的種質,這比當初僅僅依靠自發等位突變的sd1基因通過雜交、回交獲得改良品系,不僅有效率上優勢,更重要的是可以更大程度上保留地方品種優良特性。

  該研究中研究人員選擇了亞洲栽培稻aus生態型代表品種Kasalath和越南著名廣譜性抗稻瘟病品種特特普,進行SD1靶位點編輯。考慮特特普抽穗晚的特性,研究人員同時還對Se5抽穗期基因進行編輯,這些編輯使研究人員成功獲得了攜帶有新的不同等位突變sd1變異體和帶有sd1se5雙突變的特特普編輯株系。研究發現,至少2個帶有新的sd1突變的kasalath株系在同樣栽培條件下表現出比kasalath增產的趨勢;特特普編輯成半矮稈的株系,其廣譜的抗稻瘟病特性不僅沒有減少,反而有一定程度上增加,這為研究人員保護利用好水稻遺傳資源提供應對危機的準備。

  該研究得到國家自然科學基金資助。(通訊員 陳鎏琰)

  原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41598-019-55757-9

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