全球作物育种新基因发现与研究
美加州大学戴维斯分校开展生菜抗性育种
加州大学戴维斯分校泰勒实验室正在开发对细菌具有抗性的生菜品种，旨在延长生菜的保质期，并提高其营养价值。研究人员发现，生菜基因组中的一些区域与生菜叶片的构造细节有关——这种结构决定生菜叶片是否适于细菌生长。研究还发现了与植物抵抗细菌入侵能力相关的基因区域，相关的基因特性使生菜更容易受到冰箱中微生物的影响。
为找到更具抗性的生菜品种，泰勒实验室在美国多个生菜种植大区的试验田种植并研究了大量商业品种，包括多种结球生菜、罗马生菜、黄油生菜、红叶生菜和绿叶生菜。该团队还发现了与抗氧化物、叶绿素和胡萝卜素等营养品质相关的基因区域，下一步计划研究找出细菌、生菜叶结构和控制它们的基因之间的确切关系。
英国约翰英纳斯中心发现新型小麦矮秆基因Rht13
英国约翰英纳斯中心（John Innes Centre）的研究人员发现了小麦新型矮秆基因Rht13。利用该基因育种者可以培育出更适应气候变化的矮秆小麦品种，使农民能够在更干旱的土壤条件下种植矮秆小麦。自20世纪60年代和“绿色革命”以来，矮秆基因增加了全球小麦产量，但矮秆小麦也有明显的缺点：即当把这些小麦品种的种子种植在缺水土壤的深处以获取水分时，往往会出现幼苗破土难的问题。新发现的Rht13矮秆基因可以解决这一难题，因为该基因只在小麦茎部较高的组织中发挥作用，即矮化机制只有在幼苗完全出苗后才会生效。这意味着，利用新发现的Rht13矮秆基因培育的小麦品种，可以将种子种植在土壤深处以获得水分，而不会对出苗产生不利影响。相关研究成果发表在《美国科学院院报》（PNAS）上。
研究人员使用CRISPR-Cas9靶向敲除易感基因OsDjA2和OsERF104提高稻瘟病抗性
巴西Embrapa遗传资源和生物技术公司研究发现两个易感基因可能是稻瘟病抗性的替代来源。稻瘟病是影响全球水稻生产最普遍和最具破坏性的病害之一。对宿主易感基因进行遗传操作，可以作为更持久的稻瘟病抗性的强大来源。因此，研究人员使用CRISPR-Cas9靶向敲除易感基因OsDjA2和OsERF104，显著提高了稻瘟病抗性。报告称，与受感染的对照植物相比，纯合T1突变株系的表型表现为胚芽病变数量显著减少和感病叶面积比降低。这项研究的结果不仅为防治水稻稻瘟病提供了潜在的可选靶点，并且支持CRISPR/cas9介导的水稻易感基因靶突变作为一种有效提高水稻稻瘟病抗性的替代育种策略。研究结果于2022年11月发表在《水稻科学》（Rice Science）杂志上。
中国科学家克隆野生玉米变异基因
中国科学院与上海师范大学研究团队合作，在野生玉米中克隆了控制玉米高蛋白品质形成和氮素高效利用的关键变异基因Teosinte High Protein 9 （THP9）。研究采用三代测序技术和三维基因组相结合的策略，摸索并拼装出既杂合又复杂的野生玉米单倍体基因组，用于野生玉米高蛋白基因的定位和克隆。科研人员在野生玉米中克隆到首个控制玉米高蛋白含量的主效基因THP9。Thp9-T导入玉米自交系B73后，种子蛋白质含量增加约35%，根中氮含量增加约54%，茎中氮含量增加约94%，叶片中氮含量增加约18%，且生物量即植株整体重量增加。这项研究表明该基因在培育高蛋白玉米中具有重要的应用潜能；同时，在减少氮肥施用条件下，可有效保持玉米的生物量以及植株和籽粒中氮含量水平，对于在低氮条件下促进玉米高产、稳产具有重要意义。研究成果于11月17日发表在《自然》（Nature）上。
原文来源：JIC、Isaaa、ScienceDirect、中国科学院
本文来自微信公众号：农科智库（ID：nongkezhiku），作者：北京市农林科学院，原文标题：《【前沿资讯】全球作物育种新基因发现与研究》
