近日，中國農業科學院作物科學研究所農作物基因資源與基因改良國家重大科學工程“作物分子育種技術和應用創新團隊”和“玉米遺傳改良與新品種選育創新團隊”利用基因編輯研發出一步法創制核不育係及其保持係的新技術，為第三代作物雜交育種技術提供了更高效的技術方案。相關研究論文近日線上發表在國際期刊《分子植物》上。
據謝傳曉研究員介紹，我國玉米年播種面積超過6億畝，大田生産上幾乎全都是雜交品種，而創制不育係和利用不育係制種是雜種優勢利用的關鍵技術。現階段，作物雜交種創制技術已發展到了第三代。然而，依賴傳統育種方法步驟多，進程慢，通常需6-8年。因此，研究人員利用基因編輯技術對玉米育性基因的功能結構域進行了定點定向刪除，從而創制了核不育係，並巧妙地利用基因編輯技術精確性使之與保持係技術相容，從而創制出操控型核不育保持係，由此可提高第三代作物雜交技術的效率。該保持係具有以下3個特點：一是恢復不育係孢子體雄花育性；二是攜帶的保持係技術元件僅能通過雌配子向後代遺傳；三是籽粒上帶有紅色熒游標記。保持係植株自交結實籽粒會産生1：1的保持係和不育係後代，保持係和不育係種子因發光特徵不同可被肉眼或機器識別，從而實現保持係與不育係種子無損分揀。分揀的不育係用於雜交種制種生産的母本，保持係種子用於下一個生産年份的保持係與不育係生産。用這種技術育成新品種後，在進行制種時不再需要人工或機械去雄，可以實現“一步法”制種，降低了生産成本。該研究相關技術已于2019年獲得授權發明專利。