南海網8月22日消息（記者 利聲富）22日，記者從廣東省科學院南繁種業研究所獲悉，近日，廣東省科學院南繁種業研究所聯合國內7家單位首次利用基因編輯創制甘蔗的單倍體誘導系，并通過體內雜交誘導甘蔗栽培品種，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，占全球糖產量的80%以上和生物乙醇產量的40%。現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，存在遺傳背景復雜，基因組巨大，親緣關系較近等問題，通過常規品種間雜交育種難以在糖分、產量和抗性上取得新的重大突破。再加上甘蔗生育期長、開花誘導困難、花期不遇等問題，導致依賴于異花授粉的傳統雜交育種方式周期長、效率低。

單倍體育種技術作為作物快速育種的突破性關鍵技術之一，已在水稻、玉米、小麥等重要糧食作物中取得重大進展。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，是甘蔗育種技術創新的重大突破，將打破長期以來以常規雜交育種為手段的育種方式，有望提高甘蔗選育進程和效率。

在開展甘蔗單倍體育種技術研究中，科研人員從甘蔗新臺糖22號克隆獲得單倍體關鍵誘導基因ScMTL，該基因在花粉中特異表達。利用CRISPR-Cas9基因編輯技術，設計了2個靶向ScMTL基因的gRNA序列（Target1和Target2），獲得具有8個編輯事件的ScMTL突變體，即為甘蔗誘導系T0-1。該誘導系與野生型新臺糖22號相比，兩者植株形態表型沒有明顯差異，但誘導系T0-1花藥長度更短，花粉萌發率和種子結實率顯著降低。

據了解，研究過程中，甘蔗科研人員曾多次在廣東省科學院南繁種業研究所三亞甘蔗南繁基地里進行試驗。該研究首次成功創制了甘蔗單倍體育種技術體系，為甘蔗生物育種開辟新路徑。

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