本报讯(记者李晨)近日,中国水稻研究所研究员王克剑团队与中国科学院院士钱前团队、江苏大学副研究员朱克明团队合作,挖掘了一个新的水稻单倍体诱导基因OspPLAIIκ。基于该基因,研究人员利用CRISPR/Cas9技术成功创制出高育性的一系杂交稻。相关研究成果发表于《中国科学-生命科学》。
目前水稻中已鉴定的单倍体诱导基因资源较少,且前期建立的一系杂交稻技术Fix,由于OsMTL突变的负面影响、表现极低的育性,限制了生产应用。
该研究通过生物信息分析发现,OsMTL属于磷脂酶A家族。该家族在水稻中含有31个成员,其中OspPLAIIκ与OsMTL的氨基酸序列相似性最高。利用CRISPR/Cas9技术在杂交水稻中敲除OspPLAIIκ基因,研究人员发现,该基因突变体表现高育,且自交可诱导产生0.22%~0.31%单倍体。
在此基础上,研究人员通过多基因编辑技术同时敲除MiMe相关基因和OspPLAIIκ,构建了Fix7一系杂交稻系统。Fix7植株营养生长正常,成熟期株叶形态与野生型相似,结实率与野生型相近。通过流式细胞术及全基因组测序分析发现,Fix7可产生0.11%~0.25%克隆种子,且高育表型及克隆效率稳定遗传至下一代。
该研究挖掘了一个新的水稻单倍体诱导基因OspPLAIIκ,并利用该基因构建了一种完全基于基因编辑的高育性一系杂交稻Fix7体系,为杂交稻杂种优势固定提供了新方案。
相关论文信息:https://doi.org/10.1007/s11427-025-3177-0
《中国科学报》 (2025-12-15 第3版 综合)