不同世代雜交水稻植株比較。中國農(nóng)科院供圖
近日，中國水稻研究所基因組編輯及無融合生殖創(chuàng)新團(tuán)隊將無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，證實了無融合生殖雜交稻在不同世代間的遺傳穩(wěn)定性，為未來人工無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)隊在雜交稻中建立了人工無融合生殖體系，實現(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。而這一問題的解決是未來無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)四個水稻種植季將人工無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代無融合生殖雜交水稻材料植株結(jié)實種子的倍性。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每個世代雜交水稻植株均保持了無融合生殖特性。接著，研究人員重點聚焦同一季節(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、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融合生殖體系的遺傳穩(wěn)定性。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專項、海南省崖州灣種子實驗室等項目的支持。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2022.100470
