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水稻BBM1基因在卵细胞中异位表达可实现无性生殖

        2018年12月12日,Nature在线刊载了题为“A male-expressed rice embryogenic trigger redirected for asexual propagation through seeds”的研究论文,该项研究表明水稻AP2转录因子BABY BOOM1(BBM1)在卵细胞中异位表达可实现无性生殖。该项研究成果来自加州大学戴维斯分校的Venkatesan Sundaresan教授团队。研究人员将基因BBM1BBM2BBM3敲除后,水稻的胚胎发育就终止了,然而当在这三种突变体中导入基因BBM1后,胚胎发育又重新进行,这充分证明了基因BBM1是受精后启动胚胎发育的关键。

图1 bbm1, bbm2 ,bbm3突变体胚胎和单倍体诱导的表型

       为保留杂交水稻的优良性状,研究人员通过基因编辑技术使水稻产生的卵细胞只进行有丝分裂,并促使卵细胞表达BBM1,如此便可实现孤雌生殖,卵细胞无需受精,便可形成胚胎。

图2无性繁殖单倍体和二倍体的表型性状

       杂交水稻的高产量等优良性状容易在有性繁殖过程中出现分离,每年都需要消耗大量的人力物力重新进行繁育。此项研究成果的诞生将为杂交水稻的无性繁殖带来方便,同时也有望为农业发展带来新的变革。

图3水稻种子无性繁殖情况

 

文章链接:https://doi.org/10.1038/s41586-018-0785-8

日期:2018-12-12    来源:Nature

网址:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0785-8