玉米单倍体诱导机理研究新成果在线发表于《Nature Communications》

发布时间:2017-10-26 18:10:12     阅读次数:414



20171023日,《自然-通讯》(Nature Communications)杂志在线发表了玉米单倍体诱导机理的最新成果,该研究由中国农业大学国家玉米改良中心金危危教授课题组,陈绍江教授课题组与华中农业大学严建兵教授课题组合作完成。

以玉米单倍体诱导系为核心的单倍体育种技术,可以加快育种进程,提高育种效率,是现代玉米育种的关键核心技术。中国农业大学一直从事玉米单倍体育种技术及诱导机理研究。陈绍江课题组和金危危课题组多年来长期合作开展有关玉米诱导系诱导机理的研究(Planta. 2009J Exp Bot. 2013)。两个课题组利用含B染色体和荧光信号的特殊诱导系,直接证实了“染色体消除”是单倍体形成重要机理 (Plant Physiology2015)。陈绍江课题组通过多年研究精细定位了两个玉米单倍体诱导的主效的QTLTAG 2013,2015)。在此基础上,2017年初陈绍江和金危危课题组联合华中农业大学严建兵课题组,克隆了主效基因ZmPLA1Molecular Plant2017)。最新研究发现,诱导系作母本杂交果穗结实正常,但诱导系作父本在诱导普通玉米时杂交果穗会出现一定比例的败育籽粒,而且诱导系的自交果穗中籽粒败育现象更加严重,推测可能是诱导系的花粉出现了异常。进一步研究发现诱导系的花粉多为低活力和无活力的花粉,花粉竞争力远远不如自交系,但是花粉减数分裂时期的发育并无明显异常。利用华中农业大学严建兵课题组李响博士发展的玉米单核花粉测序技术对于四分体时期和成熟花粉进行单核测序。结果显示,诱导系花粉有丝分裂时期出现了较高比例的染色体片段化,推测可能是单倍体诱导产生的直接原因。该研究结果为进一步研究单倍体诱导的分子机制提供理论支持。

该研究由中国农业大学和华中农业大学共同完成,华中农业大学李响博士和中国农业大学博士生孟德璇为论文共同第一作者,中国农业大学金危危教授和华中农业大学严建兵教授为共同通讯作者,相关工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的大力支持。