近日，中國水稻研究所研究員王克劍團隊與中國科學院院士錢前團隊、江蘇大學朱克明團隊合作在《中國科學—生命科學》（Science China Life Sciences）期刊發表了研究論文。該研究挖掘了一個新的水稻單倍體誘導基因OspPLAIIκ，并基于該基因，利用CRISPR/Cas9技術成功創制出高育性的一系雜交稻。
一系雜交稻Fix植株與野生型比較。中國水稻所供圖
雜交稻具備高產、抗逆性強、適應范圍廣等優點，在農業生產中得到廣泛應用，對保障糧食安全起到了關鍵作用。雜交稻育種技術經歷了從“三系法”到“兩系法”的發展階段，目前正在朝著“一系法”的目標邁進。
目前實現一系雜交稻技術存在兩種途徑：一是將有絲分裂替代減數分裂MiMe策略與卵細胞異位表達孤雌生殖相關基因相結合；二是通過基因編輯同時突變MiMe策略基因和單倍體誘導基因。后一種途徑完全依賴于基因編輯技術，有望培育出無外源成分的一系雜交稻。然而，目前水稻中已鑒定的單倍體誘導基因資源較少，且前期建立的一系雜交稻技術Fix，由于OsMTL突變的負面影響，表現極低的育性，限制了生產應用。
該研究通過生物信息分析發現，OsMTL屬于磷脂酶A家族，該家族在水稻中含有31個成員，其中OspPLAIIκ與OsMTL的氨基酸序列相似性最高。利用CRISPR/Cas9技術在雜交水稻中敲除OspPLAIIκ基因，發現該基因突變體表現高育，且自交可誘導產生0.22%-0.31%單倍體。
在此基礎上，通過多基因編輯技術同時敲除MiMe相關基因和OspPLAIIκ，構建了Fix7一系雜交稻系統。Fix7植株營養生長正常，成熟期株葉形態與野生型相似，結實率與野生型相近。通過流式細胞術及全基因組測序分析發現，Fix7可產生0.11%-0.25%克隆種子，且高育表型及克隆效率穩定遺傳至下一代。
該研究挖掘了一個新的水稻單倍體誘導基因OspPLAIIκ，并利用該基因構建了一種完全基于基因編輯的高育性一系雜交稻Fix7體系，為雜交稻雜種優勢固定提供了新方案。雖然目前Fix7技術體系的克隆種子效率較低，未來可通過組合運用OsPLDα2等其它單倍體誘導基因，有望在保持高育的同時，進一步提升克隆種子效率。
中國水稻研究所水稻生物育種全國重點實驗室副研究員劉朝雷、碩士生陳玉葉、博士后孫亭亭為論文共同第一作者。王克劍、錢前和江蘇大學副研究員朱克明為論文共同通訊作者。該研究獲得了國家自然科學基金、國家水稻產業體系等項目支持。
相關論文信息：https://doi.org/10.1007/s11427-025-3177-0
近日，中國水稻研究所研究員王克劍團隊與中國科學院院士錢前團隊、江蘇大學朱克明團隊合作在《中國科學—生命科學》（ScienceChinaLifeSciences）期刊發表了研究論文。該研究挖掘了一個新的......
5月27日，《植物通訊》（PlantCommunications）在線發表了中國水稻研究所研究員王克劍團隊，聯合荷蘭拉德堡德大學教授CharlesJ.Underwood團隊、海南崖州灣國家實驗室研究員......
14日上午，在三亞水稻國家公園，袁隆平銅像前，外賓們紛紛插下雜交水稻秧苗，緬懷這位“雜交水稻之父”。走進雜交水稻新品種展示田，外賓們捧起金黃飽滿的稻穗仔細觀察，又現場觀看機械化插秧、無人機播種等新技術......
10月14日，記者從湖南雜交水稻研究中心獲悉，湖南省農學會組織中國水稻研究所、廣東省農科院、四川省農科院、湖南省農業農村廳、涼山州農業農村局等單位專家，對該中心選育的雜交水稻品種“粒兩優8022”，在......
一般來說，水稻品種間親緣關系越遠，雜交優勢越明顯。據預測，如果秈稻和粳稻亞種間能育成超級雜交稻，可以比現有雜交水稻增產15%以上，因此，如何利用亞種間的超強優勢一直受到育種家的關注。7月26日，中國工......
雜交水稻為世界糧食增產和農業發展作出了巨大貢獻，全國政協委員、農工黨湖南省委會副主委、湖南省農業農村廳副廳長蘭定國為此建議，加快推進雜交水稻技術國際合作，在湖南設立雜交水稻技術對外援助交流合作中心。湖......
近日，中國水稻研究所基因組編輯及無融合生殖創新團隊將無融合生殖雜交水稻材料繁殖至第4代，從植株表型、基因組、甲基化、轉錄組和亞基因組轉錄等層面比較了不同世代克隆材料，證實了無融合生殖雜交稻在不同世代間......
11月23日，長沙，湖南省農科院雜交水稻研究中心二樓的辦公室里，主任唐文幫正專注地瞅著桌上并排放著的三捧谷粒。“這里面有個創新品種，在種業市場里很火爆。”見到走進來的科技日報記者，唐文幫笑呵呵地指著其......
從綠色革命改良作物株型，到雜交水稻大面積推廣，糧食單產增長了一倍多。然而，此前研究表明，全球約24~39%的玉米、水稻、小麥以及大豆種植區域單產處于停滯不前甚至下降的態勢。7月22日，《科學》在線發表......
7月20日上午，岳麓山實驗室和雜交水稻全國重點實驗室揭牌儀式暨建設動員會議在長沙舉行。岳麓山實驗室是湖南全面落實“三高四新”戰略定位和使命任務的標志性工程，實驗室圍繞服務種業振興國家戰略，瞄準建成國內......