[科技策略] 研究人员克隆杂交水稻品系 成功率高达95%

　　一个国际研究小组在通过种子将一个商业杂交水稻品种作为克隆体进行繁殖方面取得了95%的成功率。这一突破有可能降低杂交水稻种子的成本，使全世界资源有限的农民都能获得高产和抗病的水稻品系。这些发现最近发表在《自然-通讯》杂志上。

　　这种新方法可以使种子公司快速而广泛地生产杂交种子，并为农民提供可以保存的种子，用于每季的种植。

　　由第一代杂交种生产的作物与它们的亲本品系相比通常表现出更好的性能，这被称为"杂交活力"。然而，当杂交种被培育成第二代时，这种改进并不会持续。因此，希望使用高性能杂交植物品种的农民必须每季购买新种子。

　　水稻是世界上一半人口的主食作物，将其培育成杂交种的成本相对较高，产量提高约10%。加州大学戴维斯分校植物科学系荣誉兼职教授Gurdev Khush说，这意味着水稻杂交种的好处还没有惠及世界上的许多农民。从1967年开始在国际水稻研究所工作，直到2002年退休到加州大学戴维斯分校，库什领导了创造新的水稻高产品种的工作，为此他在1996年获得了世界粮食奖。

　　Imtiyaz Khanday和Venkatesan Sundaresan在加州大学戴维斯分校的一个温室里与克隆的水稻植物合影。他们的工作使Apomixis（无融合生殖）取得了突破性进展，将杂交水稻品种作为克隆种子进行繁殖。

　　解决这个问题的一个办法是将杂交品种作为克隆体进行繁殖，使其一代又一代地保持一致而不需要进一步繁殖。许多野生植物可以产生自身克隆的种子，这一过程被称为apomixis。

　　Khush说："一旦你有了杂交种，如果你能诱导Apomixis，那么你就可以每年种植它。"然而，事实证明，将Apomixis转移到一种主要的作物植物上是难以实现的。

　　2019年，由加州大学戴维斯分校植物生物学系和植物科学系的Venkatesan Sundaresan教授和Imtiyaz Khanday助理教授领导的团队在水稻植物中实现了Apomixis，其中约30%的种子是克隆而来的。

　　Sundaresan、Khanday以及法国、德国和加纳的同事们使用一种商业化的杂交水稻品系，现在已经实现了95%的克隆效率，并表明这一过程至少可以持续三代。

　　这个单一步骤的过程包括修改三个称为MiMe的基因，这三个基因使植物从减数分裂（植物用来形成卵细胞的过程）切换到有丝分裂（一个细胞分裂成自身的两个副本）。另一个基因的修改诱导了Apomixis。其结果是一颗种子可以长成与其父本基因相同的植物。

　　Khush说，这种方法将使种子公司能够更迅速、更大规模地生产杂交种子，并为农民提供可以保存的种子，在不同的季节重新种植。

　　Sundaresan说："30多年来，作物植物中的Apomixis一直是全世界研究的目标，因为它可以使杂交种子生产变得人人可及。由此产生的产量增加可以帮助满足全球日益增长的人口的需求，而不必将土地、水和肥料的使用增加到不可持续的水平。"

　　Sundaresan说，这些结果可以应用于其他粮食作物。特别是，水稻是包括玉米和小麦在内的其他谷类作物的遗传模型，这些作物共同构成了世界主要的主食。

　　Khush回忆说，他在1994年组织了一次关于水稻育种中的Apomixis会议。当他在2002年回到加州大学戴维斯分校时，他把会议记录的副本交给了Sundaresan，这确实算得上是一个漫长的项目。（来源：cnBeta）