原標(biāo)題：科學(xué)家首次破譯同源四倍體紫花苜蓿基因組

　“牧草之王”紫花苜蓿是世界上最重要的牧草作物。但由于紫花苜蓿是同源四倍體，異花授粉。這極大阻礙了其基因密碼的破譯和新品種培育。

　　5月19日，《自然—通訊》在線發(fā)表我國(guó)地方特有品種新疆大葉紫花苜蓿的四倍體基因組，并成功將四倍體基因組組裝到了32條染色體上。

　　中科院昆明動(dòng)物研究所博士生陳海濤為論文第一作者，西北工業(yè)大學(xué)教授邱強(qiáng)和王文，以及中科院西雙版納植物園研究員陳江華為論文共同通訊作者。

　　隨著我國(guó)城鄉(xiāng)居民生活水平的不斷提高，對(duì)牛羊等草食動(dòng)物的畜產(chǎn)品的消費(fèi)需求不斷增長(zhǎng)。而激增的家畜養(yǎng)殖對(duì)優(yōu)質(zhì)牧草，特別是紫花苜蓿的需求極大增加。然而，我國(guó)每年僅能生產(chǎn)200多萬噸優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿，距離500萬噸的需求仍存在巨大缺口。長(zhǎng)期以來，紫花苜蓿高度依賴進(jìn)口，其中優(yōu)質(zhì)苜蓿占牧草進(jìn)口總量的80%以上。此外，國(guó)內(nèi)尚缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿品種資源，優(yōu)質(zhì)苜蓿種子大量依靠進(jìn)口。

　　參與該項(xiàng)研究的廣東三杰牧草生物科技有限公司致力于從源頭解決我國(guó)紫花苜蓿優(yōu)良新品種培育和種業(yè)安全問題，布局了牧草種質(zhì)“育—繁—推”和牧草產(chǎn)品“種植—加工—銷售”產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的完整草業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。此次通過聯(lián)合國(guó)內(nèi)數(shù)家單位攻關(guān)，獲得了高質(zhì)量的紫花苜蓿基因組圖譜。

　　在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)出基于CRISPR/Cas9的高效的基因編輯技術(shù)體系，成功培育獲得了一批多葉型紫花苜蓿新材料，其雜交后代表現(xiàn)出穩(wěn)定的多葉型性狀且不含轉(zhuǎn)基因標(biāo)記。該編輯技術(shù)在不導(dǎo)入外源基因的情況下，能精準(zhǔn)地定點(diǎn)獲得作物突變體，大大加快育種速度。

　　MsPDS基因突變體表現(xiàn)出矮小和白化表型。西北工業(yè)大學(xué)供圖

　　該成果的完成將讓實(shí)施紫花苜蓿分子育種策略成為可能，從而為加快我國(guó)優(yōu)質(zhì)苜蓿品種培育和牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要科技支撐。

　　基因編輯MsPALM1基因表現(xiàn)出多葉性狀。西北工業(yè)大學(xué)供圖

　　據(jù)悉，該成果的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)已申報(bào)發(fā)明專利；多葉型紫花苜蓿新種質(zhì)已獲得我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部中間試驗(yàn)批文，后續(xù)將根據(jù)法律法規(guī)逐步申報(bào)新品種與商品化推廣。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-16338-x

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