近日，中國農業科學院作物科學研究所生物信息學及應用創新團隊解析了活性氧參與誘導產生小麥單倍體形成的分子機制，為雙單倍體育種技術的應用提供了理論基礎。相關研究成果1月11日發表在《新植物學家（New Phytologist）》雜志上。
據毛龍研究員介紹，母系雙單倍體育種技術的關鍵是父系花粉染色體在誘導單倍體過程中的消除，雖然已有研究發現活性氧在花藥和花粉發育過程中起重要作用，DNA損傷可能導致染色體斷裂，但DNA損傷發生的時間和原因尚不清楚。
該團隊通過基因編輯技術編輯小麥單倍體誘導基因獲得基因編輯材料mMTL。研究發現mMTL材料的花粉粒從三核花粉粒到花粉成熟時期產生大量活性氧，抗氧化酶活性降低。進一步實驗發現，花粉粒存在DNA損傷，且活性氧的產生早于DNA損傷。研究結果表明，mMTL誘導產生單倍體的分子基礎是其誘導三核花粉粒時期及其后期產生的活性氧引起DNA損傷，進而可能導致單倍體誘導過程中的染色體消除。該研究不僅解析了誘導產生小麥單倍體的分子機制，而且有利于加速雙單倍體育種技術在育種中的應用。
該研究得到國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程等項目的資助。（通訊員：衛斐）
原文連接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17963
