新策略提高糯玉米杂交育种效率

利用DTM策略获取安徽农业大学蜡质亲本和蜡质杂交种供应图

糯玉米是一种生产支链淀粉的特殊玉米，具有重要的食用和工业价值。近年来，市场对糯玉米需求的增加促进了糯玉米种质的改良和研究。最近，安徽农业大学与中国农业科学院作物科学研究所合作，在《作物学报》(英文版)在线发表了最新研究成果。他们通过定向突变策略快速获得蜡质亲本和蜡质杂种。

该论文作者、安徽农业大学教授程北久在接受《中国科学日报》采访时表示，传统的回交育种需要很长时间，供体亲本的染色体片段(通常被称为育种中的连锁障碍)经常被带入蜡质基因wx的转移，严重制约了育种效率。

为了解决这一问题，本研究以玉米杂交种35为受体。采用定向突变策略(DTM)对杂交35的亲本自交系35F和35M的Wx基因分别进行定点突变。蜡质35F和35M自交系是通过少代回交和SNP芯片辅助筛选获得的。随后，通过杂交获得35个蜡质玉米杂交种，增加了wx基因的类型，提高了育种效率。

该论文的合著者、中国农业科学院作物科学研究所副研究员刘昌林介绍，该研究利用遗传背景为ZC01且含有CRISPR/Cas9系统的ZC0DTMwx，通过活基因编辑活性突变受体材料的wx基因，从而产生蜡质性状，然后筛选突变后代，获得遗传背景回收率高、转基因阴性和Wx基因突变的菌株。

结果表明，改良蜡质亲本及其杂交种胚乳中支链淀粉的平均含量达到94.9%，相应野生型支链淀粉的平均含量为76.9%。两者之间的差异非常显著。全基因组SNP数据分析表明，父本系和母本系的遗传背景回收率分别达到98.19%和86.78%，父本系和母本系均不含CRISPR/Cas9系统。

田间试验表明，蜡质亲本及其杂交后代与其相应的野生型农艺性状相似。“我们的工作为CRISPR/Cas9系统应用于定向改良和遗传转化困难的商业化杂交物种提供了一个范例，拓宽了基因编辑技术的应用领域。”程备九说道。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cj.2020.01.006