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基因改造让水稻实现无性繁殖

2018-12-14 05:47 来源:科技日报 参与互动 
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  科技日报北京12月12日电 (记者张梦然)据英国《自然》杂志12日在线发表的一项植物科学最新研究,美国科学家团队通过基因改造技术,借助种子成功实现了水稻(通常为有性繁殖)的无性繁殖。这一成果证明了作物无性繁殖的可行性,代表了农作物育种领域的一项重大发展成果。

  无性繁殖原意是指不涉及生殖细胞,由母体的一部分直接形成新个体的繁殖方式。尽管无性繁殖在生物界较普遍,许多植物物种都能天然地借助种子实现无性繁殖,但令人遗憾的是,对人类而言非常重要的作物物种却无法做到这一点。

  诱导作物实现无性繁殖,可以帮助培育出理想的遗传性状,增强所谓的“杂种优势”(杂种第一代优于亲本的现象)。杂种作物因遗传多样性较高,产量也会提高。不过,植物受精后触发胚胎生成的过程,科学家仍不甚明了。

  此次,美国加州大学戴维斯分校科学家文凯特森·桑德利森及其同事,研究了借助种子实现水稻(Oryza sativa)无性繁殖的可行性。首先,研究团队鉴定出精子细胞携带的基因BABY BOOM1(BBM1)正是胚胎发生的关键,即使在没有受精的情况下也是如此。随后,他们用CRISPR/Cas-9技术,在表达BBM1基因水稻品系的卵细胞中敲除了该基因,从而去除了卵细胞的减数分裂行为。

  研究人员表示,最终这些水稻品系能够实现无性繁殖,其中,名为Synthetic-Apomictic(S-Apo)的品系产生了具有预期遗传多样性的无性系杂种后代。无性繁殖性状在S-Apo品系中进一步延续了两代。

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