南海網(wǎng)8月22日消息（記者 利聲富）22日，記者從廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所獲悉，近日，廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所聯(lián)合國內(nèi)7家單位首次利用基因編輯創(chuàng)制甘蔗的單倍體誘導(dǎo)系，并通過體內(nèi)雜交誘導(dǎo)甘蔗栽培品種，成功獲得單倍體材料，該研究為甘蔗生物育種開辟新路徑。

甘蔗是全球生物量最高的C4禾本科作物，也是主要的糖料作物和生物能源作物，占全球糖產(chǎn)量的80%以上和生物乙醇產(chǎn)量的40%。現(xiàn)代甘蔗栽培品種是通過熱帶種和割手密種間雜交和回交，即甘蔗高貴化育種方法選育而成，屬于高度雜合的異源多倍體和非整倍體。

目前，甘蔗新品種選育主要通過品種間雜交，存在遺傳背景復(fù)雜，基因組巨大，親緣關(guān)系較近等問題，通過常規(guī)品種間雜交育種難以在糖分、產(chǎn)量和抗性上取得新的重大突破。再加上甘蔗生育期長、開花誘導(dǎo)困難、花期不遇等問題，導(dǎo)致依賴于異花授粉的傳統(tǒng)雜交育種方式周期長、效率低。

單倍體育種技術(shù)作為作物快速育種的突破性關(guān)鍵技術(shù)之一，已在水稻、玉米、小麥等重要糧食作物中取得重大進(jìn)展。開展甘蔗單倍體育種，不僅簡化甘蔗基因組，還能獲得純系甘蔗，是甘蔗育種技術(shù)創(chuàng)新的重大突破，將打破長期以來以常規(guī)雜交育種為手段的育種方式，有望提高甘蔗選育進(jìn)程和效率。

在開展甘蔗單倍體育種技術(shù)研究中，科研人員從甘蔗新臺(tái)糖22號(hào)克隆獲得單倍體關(guān)鍵誘導(dǎo)基因ScMTL，該基因在花粉中特異表達(dá)。利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，設(shè)計(jì)了2個(gè)靶向ScMTL基因的gRNA序列（Target1和Target2），獲得具有8個(gè)編輯事件的ScMTL突變體，即為甘蔗誘導(dǎo)系T0-1。該誘導(dǎo)系與野生型新臺(tái)糖22號(hào)相比，兩者植株形態(tài)表型沒有明顯差異，但誘導(dǎo)系T0-1花藥長度更短，花粉萌發(fā)率和種子結(jié)實(shí)率顯著降低。

據(jù)了解，研究過程中，甘蔗科研人員曾多次在廣東省科學(xué)院南繁種業(yè)研究所三亞甘蔗南繁基地里進(jìn)行試驗(yàn)。該研究首次成功創(chuàng)制了甘蔗單倍體育種技術(shù)體系，為甘蔗生物育種開辟新路徑。