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中国农业科学院作科所建立首个黍稷遗传转化平台

   2024-05-15 中国农业科学院作物科学研究所22980
  5月2日,中国农业科学院作物科学研究所作物基因编辑技术中心与中国科学院动物研究所合作,建立了首个黍稷遗传转化体系与基因组编辑系统,并发布目前最高质量的黍稷参考基因组,为未来黍稷分子育种和培育突破性品种提供了理论基础和技术支撑。相关成果在《植物学报(Journal of Integrative Plant Biology)》上发表。
 
  黍稷又叫黍子、糜子,起源于中国西北地区,是世界上最古老的栽培作物之一,其营养丰富、成分均衡,具有满足多元化饮食的潜力。作为碳四高光效作物,黍稷具有抗旱、耐盐、耐高温、耐高浓度二氧化碳和生育期短等特性,是水分利用效率最高的禾本科作物,也是应对全球气候变化及开发边际土地的抗逆先锋作物和应对自然灾害的救灾作物。然而,黍稷功能基因组学与生物育种研究一直缺乏有效的遗传转化体系和基因组编辑系统。
 
  研究团队通过对13份黍稷种质资源的愈伤组织诱导效率和芽再生能力进行评估,从中筛选出一个在离体培养中能高效产生胚性愈伤组织并具有高效芽再生能力的种质“红糜”。研究人员以该材料为基础,构建了黍稷农杆菌介导的遗传转化体系和CRISPR/Cas9介导的基因组编辑系统。并利用以上技术,获得了抗除草剂的转基因黍稷新种质并组装了一个近乎完整的黍稷参考基因组。该研究为未来的黍稷功能基因研究和品种遗传改良提供了从基因组到遗传转化平台的一整套研究资源与工具,也为其他主粮作物的种质创新提供了可选择的抗性基因资源。
 
  中科院动物所博士后刘阳和作科所博士后程子祥为该论文的共同第一作者,作科所隋毅副研究员和中科院动物所陈金锋研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的资助。
 
  论文链接:https://doi.org/10.1111/jipb.13664
 
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