近日，中國農業(yè)科學院植物保護研究所周煥斌團隊提出并應用單堿基編輯技術，引導水稻內源基因定向進化，借此開發(fā)出具有除草劑抗性的水稻新種，助力農作物精準分子育種。相關研究成果在線發(fā)表在《分子植物》上。
周煥斌團隊介紹，在漫長的歷史長河中，籽粒大、味道好等野生植物中多個關鍵基因上偶然出現(xiàn)的優(yōu)良性狀逐漸留傳，最終形成現(xiàn)代作物。然而，依靠基因緩慢的自然變異速率無法滿足當今人類社會對農作物快速增長的需求。
因此，該團隊在前期開發(fā)一系列單堿基編輯器基礎之上，提出了水稻內源靶標基因的定向進化技術理念，在水稻細胞內人工模擬自然界基因的長期進化過程，短時間內創(chuàng)制成千上萬個靶基因的新等位基因材料，用于育種篩選。
該研究根據(jù)單堿基原理，針對水稻除草劑基因OsALS1進行引導。通過除草劑抗性篩選，成功鑒定出4個自然界中未曾被發(fā)現(xiàn)的、對除草劑具有不同抗性程度的新等位基因；并通過單堿基編輯技術，成功將變異位點P171F引入到水稻生產(chǎn)品種南粳46中，將其升級為生育期間田間無雜草發(fā)生的“潔田稻”，育出自帶“除草劑”基因的水稻新品種。
