新華社北京2月4日電（董瑞豐、董星辰）快速從頭馴化異源四倍體野生稻，發(fā)揮多倍體的優(yōu)勢，找回目前栽培稻已經(jīng)丟失的部分“好”基因，最終有望培育出產(chǎn)量高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的新型水稻作物——中國科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院/遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋團(tuán)隊(duì)與合作者的這項(xiàng)突破性進(jìn)展，4日在國際知名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表。
四倍體比二倍體多2個(gè)染色體組。異源四倍體野生稻具有生物量大、自帶雜種優(yōu)勢、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢，但具有非馴化特征，無法進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前的栽培稻，則是從二倍體野生稻經(jīng)過數(shù)千年人工馴化而來，馴化過程中，改良了重要農(nóng)藝性狀，同時(shí)也造成遺傳多樣性的大量丟失。
能否將二者的優(yōu)勢結(jié)合起來？從綜合表現(xiàn)更好的四倍體野生稻出發(fā)，利用現(xiàn)代基因組編輯技術(shù)，可以將幾千至上萬年的水稻馴化史在短時(shí)間內(nèi)“重演”，并避免部分基因丟失。李家洋院士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)攻破技術(shù)瓶頸，首次設(shè)計(jì)并完成了異源四倍體野生稻快速從頭馴化的框架圖，并將其分為4個(gè)階段：
第一階段，收集并篩選綜合性狀最佳的異源四倍體野生稻底盤種質(zhì)資源；第二階段，建立野生稻快速從頭馴化技術(shù)體系；第三階段，品種分子設(shè)計(jì)與快速馴化；第四階段，新型水稻作物推廣應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)突破了基因組解析、高效遺傳轉(zhuǎn)化、高效基因組編輯等技術(shù)瓶頸，在異源四倍體高稈野生稻基因組中注釋了系列馴化基因和重要農(nóng)藝性狀基因，成功創(chuàng)制了落粒性降低、芒長變短、株高降低、粒長變長、莖稈變粗、抽穗時(shí)間不同程度縮短的多種基因組編輯異源四倍體野生稻材料。
據(jù)了解，該研究結(jié)果不僅證明了通過快速從頭馴化將異源四倍體野生稻培育成為未來新主糧作物的可行性，也為通過從頭馴化其他野生和半野生植物而創(chuàng)制新型作物提供了重要參考，為糧食增產(chǎn)、保障主糧安全提出一種新的可行策略。
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