近日，浙江大學(xué)教授樊龍江團(tuán)隊(duì)與上海中科荃銀分子育種技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中科荃銀”）研究員張從合團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心、安徽荃銀高科種業(yè)股份有限公司和廣東省農(nóng)科院水稻所等多家單位，在國(guó)際期刊《植物生物技術(shù)雜志》（Plant Biotechnology Journal）上發(fā)表了最新研究成果。
滬科1A（右）與荃9311A單株對(duì)比。中科荃銀供圖
該研究成功利用數(shù)量性狀核苷酸（Quantitative Trait Nucleotide，QTN）驅(qū)動(dòng)的基因組輔助育種技術(shù)，在總結(jié)育種家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)選育出綜合性狀優(yōu)異的的三系不育系滬科1A，為雜交水稻育種提供了新策略、新范式。
該研究以目前推廣面積最大的不育系荃9311A（其選育路徑是利用強(qiáng)優(yōu)勢(shì)兩系恢復(fù)系選育而出）為改良對(duì)象，進(jìn)行數(shù)量性狀核苷酸的基因型解析，匹配選擇了攜帶優(yōu)異數(shù)量性狀核苷酸位點(diǎn)、且農(nóng)藝性狀優(yōu)良的恢復(fù)系YR0822為供體進(jìn)行雜交，并快速聚合優(yōu)良等位基因，創(chuàng)制出新型不育系滬科1A。
基因組分析表明，滬科1A繼承了雙親的抗稻瘟病基因Pi2和優(yōu)質(zhì)基因GS5，保留了荃9311A的細(xì)胞質(zhì)雄性不育特性與主要農(nóng)藝性狀，同時(shí)精準(zhǔn)剔除了YR0822中恢復(fù)基因Rf3和Rf6，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵數(shù)量性狀核苷酸的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。滬科1A遺傳背景約59.3%來(lái)自荃9311A，32.8%來(lái)自YR0822，關(guān)鍵數(shù)量性狀核苷酸位點(diǎn)導(dǎo)入效率高、背景恢復(fù)完整。
科優(yōu)絲苗在上海金山區(qū)大面積示范。中科荃銀供圖
以滬科1A和荃9311A為母本，分別與恢復(fù)系五山絲苗開(kāi)展配組試驗(yàn)。結(jié)果表明，在長(zhǎng)江中下游19個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)連續(xù)兩年多點(diǎn)試驗(yàn)中，雜交稻新組合科優(yōu)絲苗（滬科1A/五山絲苗）較荃優(yōu)絲苗（荃9311A/五山絲苗）表現(xiàn)出多種優(yōu)勢(shì)：稻瘟病病指降低14.5%；米質(zhì)提高一個(gè)等級(jí)，達(dá)到農(nóng)業(yè)行業(yè)《食用稻品種品質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)；株高降低2.4厘米。
該研究首次系統(tǒng)實(shí)踐了數(shù)量性狀核苷酸導(dǎo)向的基因組設(shè)計(jì)育種途徑，建立了從種質(zhì)資源基因組多態(tài)性評(píng)估、數(shù)量性狀核苷酸基因分型、關(guān)鍵數(shù)量性狀核苷酸分子標(biāo)記檢測(cè)、多基因靶向捕獲、低覆蓋度測(cè)序背景選擇到快速材料創(chuàng)制的技術(shù)體系，提高了選擇效率，為實(shí)現(xiàn)雜交水稻“精準(zhǔn)化、高效化、智能化”育種提供了全新路徑。
樊龍江和張從合為共同通訊作者，浙江大學(xué)博士生、中科荃銀研究員方玉為第一作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家水稻商業(yè)化分子育種技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟等多個(gè)項(xiàng)目的資助。
相關(guān)論文信息：http://doi.org/10.1111/pbi.70367
本文鏈接：新范式可高效培育商業(yè)化應(yīng)用雜交水稻不育系http://www.sq15.cn/show-11-26170-0.html
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