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小麦磨粉机|制种成本过高也制约了杂交小麦的产业化

概述:如果杂交小麦的推广应用达到与杂交水稻相当的水平,我国小麦年产量可增加1200万吨左右(按我国小麦年总产量1.2亿吨,增产10%计算),这将对确保国家粮食产生重大影响。明显地。然而,作为三大粮食作物之一的小麦,由于其基因组(异源六倍体)的复杂性,其杂交育种长期停滞不前|小麦磨粉机。

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  种植杂交小麦被认为是未来大幅度提高全球小麦产量的途径之一。据预测,如果杂交小麦的推广应用达到与杂交水稻相当的水平,我国小麦年产量可增加1200万吨左右(按我国小麦年总产量1.2亿吨,增产10%计算),这将对确保国家粮食产生重大影响。明显地。然而,作为三大粮食作物之一的小麦,由于其基因组(异源六倍体)的复杂性,其杂交育种长期停滞不前|小麦磨粉机。同时,制种成本过高也制约了杂交小麦的产业化。1月11日,先正达集团北京创新中心研究员陆健的团队告诉科技日报记者,他们与先正达种业科学家蒂姆·凯利赫的团队进行了合作。《科技》发表研究成果:该团队开发出商用的父本单倍体诱导技术,可大大减少三系小麦(细胞质雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育系)。不育恢复系)杂交制种成本。

  利用拟南芥父本单倍体在小麦上诱导复制,三系杂交制种技术在杂交小麦生产中得到广泛应用。利用三系杂交小麦制种技术,必须将非不育系材料转化为细胞质雄性不育背景。其实质是用新材料的细胞核代替原雄性不育材料的细胞核,同时保持不育系材料的原雄性不育细胞质。但这种操作使三系小麦杂交种的生产成本居高不下。”这在动物细胞上很容易实现。原细胞的细胞核可以通过显微操作去除,也可以通过化学处理破坏原细胞核,然后将新的细胞核移植到原细胞质中。”,这种方法不能在作物上实施,因为显微操作需要破坏植物细胞的细胞壁,而且植物细胞在去除细胞壁后很难再生完整的植株。传统的方法是将细胞质可育品种(B材料)与现有细胞质不育系(A材料)杂交,回交5-7代,以确保终材料的大部分细胞核来自B材料的基因组。显然,这种方法既费时又浪费资源。此外,通过上述传统方法获得的终材料在基因组上与原始B材料并非%相同。

  为此,陆健的团队开发了一种一步法细胞质不育系转移技术。这是在父本单倍体技术的基础上,将不育系发展成父本单倍体诱导系,将要转化的材料诱导成父本单倍体,然后利用单倍体加倍技术实现细胞质不育一步转移。然而,目前可用于父本单倍体诱导的基因很少,拟南芥CENH3基因被认为是父本单倍体诱导技术取得突破的关键基因。然而,许多科学家花费了的努力试图将拟南芥CENH3基因的父本单倍体诱导技术成功地复制到其他作物上,结果都以失败告终,以至于科学界一度怀疑CENH3基因的父本单倍体诱导。只有在拟南芥上可能吗?陆健坚信,杂种小麦可以实现CENH3的父本单倍体诱导。他和论文的合著者Kelleher创新设计了一对gRNAs,只在CENH3基因的N端引入反码突变,而不改变羧基片段和启动子区域,终实现了7%的父系单倍体诱导率。

  杂交小麦育种时间由3年缩短为1年。利用该技术,可将杂交小麦制种的3年(7代)缩短到1年(2代)以下。因此,这项技术也被称为杂交小麦制种的“一步法”技术。“小麦不育系材料的选择费时费力。传统的方法需要多年的杂交育种,工作量大,育种成本高。这种育种技术加速了种质改良,减少了种子产量。成本方面,可以快速实现不育系的建立,大大加快杂交小麦品种选育的进程,更快、更容易,并能在更大范围内促进杂交小麦的应用和推广。令人惊讶的是,研究人员实现了7%的父本单倍体诱导率,这是上次在真正的作物上实现如此大的父本单倍体诱导率|小麦磨粉机。此前,另一个可用于父本单倍体诱导的基因是玉米中的ig1,但它只能在玉米中产生1%的单倍体诱导率;同一基因已被证实不能在小麦中诱导单倍体。身体。”7%的诱导率可以说是一个好的开端。这是在小麦上成功实现。这种效率在商业上是可行的。”先正达北京创新中心总裁张蓓说。线转移技术可以加速小麦杂种优势的基础研究和杂交小麦的推广。这项技术也为基于CENH3的单倍体基因编辑耦合技术(HI-EDIT)在多种作物上的应用铺平了道路。同样的方法和设计模式可以推广到其他没有单倍体诱导系统的作物。”我们正在探索大豆和西红柿。


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