近日，中國農業科學院作物科學研究所大豆育種技術創新與新品種選育創新團隊聯合國內優勢單位，成功克隆了大豆遺傳育種界尋覓50年的雄性不育基因MS1。5月4日, 相關研究成果在線發表于《植物生物技術雜志(Plant Biotechnology Journal)》上。

據孫石研究員介紹，大豆是典型的自花授粉作物，花器官小，人工雜交困難、效率低，不同地理來源品種常因花期不遇進一步限制了品種間的基因交流，導致大豆育成品種遺傳基礎狹窄，遺傳改良進度緩慢。構建輪回選擇群體是拓寬作物品種遺傳基礎的有效方法，我國學者利用引進的雄性不育ms1突變體，成功構建了針對不同產區的輪回選擇基礎群體，并選育出大豆新品種。然而，由于遲遲未找到該基因，無法建立高效的生物育種技術體系，嚴重限制了輪回選擇育種的效率。

該研究針對不育基因的特點，提出了公共對照池分子克隆策略，即利用已公開的大豆品種重測序數據作為公共對照池，以ms1雄性不育純合材料構建突變池，通過高通量測序分析，定位了ms1基因位點，并通過CRISPR/Cas9技術，創制該基因編輯突變體，成功再現了ms1材料的雄性不育表型，從而有力證實了MS1基因突變導致ms1材料的雄性不育。該研究是大豆雄性不育基因分子克隆和功能實證的首例報道，為提高大豆雄性不育ms1輪回選擇群體的育種效率、利用基因編輯技術定向導入雄性不育性狀、拓寬大豆品種的遺傳基礎提供了重要支撐。研究建立的公共對照池分子克隆策略對于重要突變體基因的分子克隆具有重要的借鑒價值。

據了解，該研究得到國家重點研發計劃、國家現代農業產業技術體系及中國農科院科技創新工程資助。