甘蓝青花菜课题组实现“一步法”创制芸薹属作物CMS系新突破

        中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝类蔬菜遗传育种创新团队在《Nature Plants》在线发表科研论文。该研究通过对青花菜BoCENH3保守基因进行定向编辑（CRISPR-Cas9），在全球范围内率先创制了芸薹属作物父系单倍体诱导系（青花菜），利用该诱导系介导细胞质替换，实现了“一步法”创制细胞质雄性不育（Ogura CMS）系的新突破。本研究首次创制了青花菜父系单倍体诱导系，通过对BoCENH3基因α2-helix区域进行基因编辑，从中分别筛选出恢复移码突变体和框内缺失突变体。这些突变体在作为母本进行杂交的情况下，能够诱导产生父本单倍体，诱导效率约为1%。本研究发现，使用青花菜BoCENH3突变体进行单倍体诱导过程中，仍遵循细胞质母系遗传的特点，即细胞质来自母本，细胞核来自父本。本研究再次创制了含Ogura CMS细胞质的BoCENH3单倍体诱导系，通过与青花菜自交系进行杂交，在后代中成功筛选出含Ogura CMS胞质的父系单倍体，经染色体加倍后，二倍体CMS系与父本表型一致，且保留了CMS材料败育彻底、蜜腺发达和杂交结实正常等优良特性，可直接作为CMS育种亲本使用。该生物育种途径具有极大地缩短育种年限（4-5年以上），节省大量劳动力，减少跨区域加代等优点，将极大地提升青花菜及其他十字花科作物育种效率，为传统育种向高效生物育种新方向稳步快速转变提供了一项核心技术支撑。