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美國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)基因改造讓水稻實(shí)現(xiàn)無性繁殖

據(jù)英國《自然》雜志12日在線發(fā)表的一項(xiàng)植物科學(xué)最新研究,美國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過基因改造技術(shù),借助種子成功實(shí)現(xiàn)了水稻(通常為有性繁殖)的無性繁殖。這一成果證明了作物無性繁殖的可行性,代表了農(nóng)作物育種領(lǐng)域的一項(xiàng)重大發(fā)展成果。

無性繁殖原意是指不涉及生殖細(xì)胞,由母體的一部分直接形成新個(gè)體的繁殖方式。盡管無性繁殖在生物界較普遍,許多植物物種都能天然地借助種子實(shí)現(xiàn)無性繁殖,但令人遺憾的是,對(duì)人類而言非常重要的作物物種卻無法做到這一點(diǎn)。

誘導(dǎo)作物實(shí)現(xiàn)無性繁殖,可以幫助培育出理想的遺傳性狀,增強(qiáng)所謂的“雜種優(yōu)勢(shì)”(雜種第一代優(yōu)于親本的現(xiàn)象)。雜種作物因遺傳多樣性較高,產(chǎn)量也會(huì)提高。不過,植物受精后觸發(fā)胚胎生成的過程,科學(xué)家仍不甚明了。

此次,美國加州大學(xué)戴維斯分??茖W(xué)家文凱特森·桑德利森及其同事,研究了借助種子實(shí)現(xiàn)水稻(Oryza sativa)無性繁殖的可行性。首先,研究團(tuán)隊(duì)鑒定出精子細(xì)胞攜帶的基因BABY BOOM1(BBM1)正是胚胎發(fā)生的關(guān)鍵,即使在沒有受精的情況下也是如此。隨后,他們用CRISPR/Cas-9技術(shù),在表達(dá)BBM1基因水稻品系的卵細(xì)胞中敲除了該基因,從而去除了卵細(xì)胞的減數(shù)分裂行為。

研究人員表示,最終這些水稻品系能夠?qū)崿F(xiàn)無性繁殖,其中,名為Synthetic-Apomictic(S-Apo)的品系產(chǎn)生了具有預(yù)期遺傳多樣性的無性系雜種后代。無性繁殖性狀在S-Apo品系中進(jìn)一步延續(xù)了兩代。

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