【科学网】客户端中国科学报-中国农业科学院蔬菜花卉研究所建立多倍体植物加速演化模型

       本报讯（记者李晨）《核酸研究》近日在线发表了中国农业科学院蔬菜花卉研究所种质资源团队最新研究成果。研究人员在人工合成的萝卜×甘蓝（RRCC）异源四倍体中建立了基因组加速演化的研究模型，揭示了异源多倍体植物基因组早期演化特征，并通过基因编辑促进了同祖染色体重组和染色体剔除，首次诱导了能使配子迅速降低倍性的次级减数分裂。研究人员还在精细位点上实现了基因定点转换，创制了目标位点嵌合新基因。

      该研究创制的人工多倍体演化模型为遗传研究和育种提供了关键平台。研制的染色体重组技术、基因定点转换和新基因诱导技术为作物基因设计提供了重要工具。

      十字花科包含萝卜、白菜、甘蓝、油菜、芥菜等重要蔬菜作物、油料作物和调料作物。远缘杂交被广泛应用于十字花科作物的种质创新和遗传育种。萝卜属和芸薹属作物分别独立进化出对方稀缺的优良性状和抗性基因。但是，属间基因组的重组困难制约了优良基因的穿梭转育，使得远缘杂交育种难以取得实质性突破。

      为了解决这一问题，该研究首先对一份自交8代以上的RRCC异源四倍体基因组测序，揭示了多倍体基因组的早期演化。结果发现，人工合成的异源多倍体中基因组的删除速度很快，而基因组重排速度要慢得多。核心基因和高频基因倾向于保留，而特有基因和低频基因倾向于丢失。为加速基因组重排，研究人员在RRCC上建立了高效的基因编辑技术。通过编辑FANCM基因，提高了部分同源染色体的重组效率，并首次诱导了能使配子基因组迅速降低倍性的次级减数分裂。

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/nar/gkac1209

《中国科学报》 (2023-01-04 第4版 综合)