水稻育种的突破可能缓解全球粮食危机

一个国际研究小组已经成功地传播商业杂交水稻株克隆通过种子95%的效率。这可能会降低杂交水稻种子的成本,高产、抗病水稻低收入农民。12月27日发表在《自然—通讯工作。

第一代杂交作物通常比他们的父母压力显示更高的性能,这种现象叫做杂种优势。但这并不持续,如果混合动力车为第二代饲养在一起。所以当农民想要使用高性能混合植物品种,他们需要购买新的种子每一季。

大米,世界一半人口的主要作物,是相对昂贵的品种杂交,收益率提高约10%。这意味着水稻杂交的好处尚未达到世界上的许多农民,说Gurdev Khush,兼职教授名誉的植物科学系的加州大学戴维斯。在国际水稻研究所从1967年开始直到2002年退休后到加州大学戴维斯分校,Khush领导努力创建新的水稻高产水稻品种,工作,他获得了1996年世界粮食奖。

解决方案之一就是传播混合动力车,克隆将保持相同的世代没有进一步繁殖。许多野生植物可以产生克隆自己的种子,这一过程被称为孤雌生殖。

“一旦混合,如果你可以诱导孤雌生殖,然后你可以每年植物,“Khush说。

然而,转移单性生殖的主要作物植物已被证明难以实现。

一步克隆杂交种子

文卡特桑教授领导的研究小组,在2019年,转向开始涉足Imtiyaz助理教授在加州大学戴维斯分校Khanday植物生物学和植物科学部门实现水稻无融合生殖,约有30%的种子被克隆。

,转向开始涉足Khanday及其同事在法国、德国和加纳已经实现了克隆效率为95%,使用商业杂交水稻株,表明,这个过程可以持续至少三代人。

单步执行过程包括修改三个基因称为MiMe导致植物从meioisis开关,植物利用形成卵细胞的过程中,有丝分裂,细胞分裂成两个副本本身。另一个基因修改诱导孤雌生殖。结果是一颗种子都可以长成一株植物基因相同的母公司。

方法将允许种子公司生产杂交种子更迅速和更大的规模,以及提供种子,农民可以保存并重新从一季到下一季,Khush说。

“无融合生殖植物已经在世界范围内研究了30多年的目标,因为它可以使杂交种子生产可以成为每个人都能够理解的,”说,转向开始涉足。“结果增加收益率可以帮助满足全球需求增长的人口,而无需增加使用的土地,水和肥料至不可持续的水平。”

研究结果可以应用到其他粮食作物,说转向开始涉足。特别是,大米是其他谷类作物的遗传模型包括玉米和小麦,共同构成世界的主要的主食。

Khush回忆说,他于1994年组织了一个会议在水稻无融合生殖繁殖。2002年他回到加州大学戴维斯分校的时候,他给了一份会议论文集。转向开始涉足

“这是一个长期项目,”他说。

参考:韦尔,梅纳德D,丽安问et al。高频合成在杂交水稻无融合生殖。Nat Commun。2022;13 (1):7963。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 35679 - 3

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