近日，北京市农林科学院蔬菜所在植物学权威期刊Plant Biotechnology Journal（中科院一区TOP期刊，IF=13.263）在线发表题为“Production of double haploid watermelon via maternal haploid induction”的研究论文。该研究首次创制出西瓜单倍体诱导系，成功实现西瓜体内单倍体诱导，创制出双单倍体株系，为西瓜快速育种提供了新的方案。
西瓜是我国重要的经济作物之一，产销量居世界第一，占全世界西瓜产量的70%以上。西瓜也是北京特色优势产业，在京郊农业中发挥着重要作用。我院蔬菜所在西瓜转基因、基因编辑、全基因组选择等分子育种技术上达到国际领先水平，占据产业发展制高点。
双单倍体育种技术近年来新兴的一种快速选育新品种的技术方法，利用自然发生或人工诱导受体亲本产生单倍体植株，再通过加倍手段获得二倍体纯合系，可实现在短时间内（两代）作物优良基因型的固定，从而创制纯合的自交系以用于杂交育种或品种选育。双单倍体技术是我国西瓜产业发展亟需突破的技术壁垒，是突破品种更新缓慢的重要技术方法。蔬菜所许勇团队利用CRIPSR/Cas9基因编辑技术敲除ClDMP4创制了西瓜单倍体诱导系，首次实现了西瓜体内的单倍体诱导。
该研究利用Blast-P及组织表达检测筛选出西瓜花粉中特异表达的玉米单倍体诱导基因ZmDMP的同源基因ClDMP4,进一步通过CRISPR/Cas9技术结合Vens荧光筛选标记，构建了具有荧光标记的ClDMP4基因的突变体。在此基础上，通过杂交、荧光筛选、分子标记鉴定、流式细胞仪测定以及oryzalin加倍获得了纯合的二倍体西瓜材料。首次在西瓜中建立了单倍体诱导技术体系，诱导效率为0.5%-1%左右，目前已成功在3个西瓜品种诱导出双单倍体株系，大幅缩短了育种周期，为实现西瓜快速育种提供新的方案。当前生物育种已被列入我国科技发展的重大战略方向之一，本研究成果填补了的西瓜双单倍体育种技术空白，也为实现种业科技自立自强、种源自主可控奠定技术基础。
我院首届优秀青年基金项目获得者田守蔚博士为论文第一作者，许勇研究员、温常龙研究员分别为论文通讯作者及共同通讯作者。该研究得到北京市农林科学院青年基金、优秀青年基金及创新能力建设等项目的资助。
全文链接：http://doi.org/10.1111/pbi.14045
日期：2023-03-31
