5月2日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物基因編輯技術(shù)中心與中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所合作，建立了首個(gè)黍稷遺傳轉(zhuǎn)化體系與基因組編輯系統(tǒng)，并發(fā)布目前最高質(zhì)量的黍稷參考基因組，為未來(lái)黍稷分子育種和培育突破性品種提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。相關(guān)成果在《植物學(xué)報(bào)（Journal of Integrative Plant Biology）》上發(fā)表。
黍稷又叫黍子、糜子，起源于中國(guó)西北地區(qū)，是世界上最古老的栽培作物之一，其營(yíng)養(yǎng)豐富、成分均衡，具有滿足多元化飲食的潛力。作為碳四高光效作物，黍稷具有抗旱、耐鹽、耐高溫、耐高濃度二氧化碳和生育期短等特性，是水分利用效率最高的禾本科作物，也是應(yīng)對(duì)全球氣候變化及開(kāi)發(fā)邊際土地的抗逆先鋒作物和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的救災(zāi)作物。然而，黍稷功能基因組學(xué)與生物育種研究一直缺乏有效的遺傳轉(zhuǎn)化體系和基因組編輯系統(tǒng)。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)13份黍稷種質(zhì)資源的愈傷組織誘導(dǎo)效率和芽再生能力進(jìn)行評(píng)估，從中篩選出一個(gè)在離體培養(yǎng)中能高效產(chǎn)生胚性愈傷組織并具有高效芽再生能力的種質(zhì)“紅糜”。研究人員以該材料為基礎(chǔ)，構(gòu)建了黍稷農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系和CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因組編輯系統(tǒng)。并利用以上技術(shù)，獲得了抗除草劑的轉(zhuǎn)基因黍稷新種質(zhì)并組裝了一個(gè)近乎完整的黍稷參考基因組。該研究為未來(lái)的黍稷功能基因研究和品種遺傳改良提供了從基因組到遺傳轉(zhuǎn)化平臺(tái)的一整套研究資源與工具，也為其他主糧作物的種質(zhì)創(chuàng)新提供了可選擇的抗性基因資源。
中科院動(dòng)物所博士后劉陽(yáng)和作科所博士后程子祥為該論文的共同第一作者，作科所隋毅副研究員和中科院動(dòng)物所陳金鋒研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13664
