点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:福建科研团队在基因编辑育种方面取得重要进展
首页> 地方频道> 地方频道-福建> 学术 > 正文

福建科研团队在基因编辑育种方面取得重要进展

来源:福建日报2026-02-05 11:12

  福建科研团队在基因编辑育种方面取得重要进展——

  基因“裁缝”精准定制水稻“新衣”

  □本报记者 张辉 通讯员 胡海明

  近日,福建省农科院水稻研究所水稻抗逆分子育种团队在国际知名期刊《BMC Plant Biology》发表最新研究成果。该研究利用多基因编辑技术,实现了糯性、香味、早熟等多种性状快速同步定向改良,为创制杂交水稻优良恢复系材料开启了快速通道。

  恢复系是杂交水稻的父本。在杂交水稻制种中,它负责提供花粉,与母本——不育系双剑合璧,共同孕育集双亲之长的杂交后代,重要性不言而喻。自20世纪70年代攻克杂交水稻难关以来,我国恢复系育种经历了从依赖引种到自主选育的转变,育成了一批优良品种,在生产上大规模推广。

  过去,为解决吃饭问题,恢复系育种更加追求高产;如今,消费端和生产端对水稻品质提出了更高要求。

  “不仅高产,还要好种、好吃、吃得健康。”团队首席育种专家、论文通讯作者张建福研究员说,恢复系具有糯性口感、香味显著、生育期短等优势,已成为主流育种方向。然而,市面上现有的恢复系品种同质化问题突出,难以满足日益多元化的需求。

  究其原因,在于改良难、周期长、成本高。在传统经验育种时代,要改良一个恢复系,需要选择成千上万份种质资源,历经不计其数的杂交试验、筛选鉴定,才可能选育出一个聚合多种优良基因的新品种。这个过程就像开盲盒,充满了不确定性,一般来说育成一个恢复系品种需要5到8年时间。

  有没有更加高效的育种方法,精准设计出我们想要的品种呢?基因编辑技术应运而生。

  现代分子生物学的发展,揭示了生命的遗传密码。DNA双螺旋结构上,ATCG等不同碱基的排列组合,犹如程序代码一样,编译出不同物种各自最鲜活的模样。与转基因技术需要导入外源基因不同,基因编辑技术就像一把神奇的剪刀,可以定向裁剪这些代码,实现基因的敲除、敲入、替换。有了这把“魔剪”,育种家就可以化身基因“裁缝”,按图索骥、量体裁衣,定制水稻的株高、生育期、耐旱性、香型等性状。

  过去,由于基因组的复杂性,传统基因编辑技术一次通常只能编辑单个基因,否则容易造成基因组不稳定,效率有限。福建省农科院水稻研究所水稻抗逆分子育种团队为此构建了高效多基因编辑体系,能够同时编辑4到12个基因,从而实现多种优良性状批量聚合,大大提高育种效率。去年,相关研究成果发表在国际知名学术期刊《Plant Biotechnology Journal》上。

  如今,基因“裁缝”们又将这套技术应用于杂交水稻恢复系定向改良中。

  这一次,编辑的对象是3个已经被破译的功能基因:调控糯性的Wx基因、调控香味的Badh2基因、调控生育期的Se14基因。他们选择恢复系“676”作为对象,利用基因“魔剪”一次性敲除上述3个基因,成功获得具有优质糯性、香味和早熟性状的突变材料。为了验证基因编辑后的效果,研究团队将其种植到田间,田间观测结果显示:这些经历了基因“剪裁”后的突变材料,直链淀粉含量显著下降,产生明显香味,抽穗期显著提前,同时单株产量也有所提升。

  那么,这些定性改良后的恢复系,与不同的不育系组合后,后代表现又如何呢?研究团队将其与不同的母本进行测交,结果同样喜人,但在不同的杂交组合中表现有所差异。以调控生育期的Se14基因为例,它被敲除后,能够在长日照条件下,促进RFT1基因的表达。RFT1是控制水稻开花的关键基因,当其表达被激活,自然能够实现水稻更早抽穗扬花,缩短生育期。不过,生命基因组是极其复杂的网络,一个功能基因表达与否、表达多少都会受到其他基因的影响。因此,敲除了Se14基因的恢复系,在不同杂交组合中,缩短生育期的效果并不相同。

  “传统育种手段偏重田间选择,工作量大,周期漫长,基因编辑等现代育种技术则把选择提前到了实验室阶段,有效缩小选择范围,显著提高育种效率。”论文第一作者、福建省农科院水稻研究所魏毅东博士说,该研究实现了优质糯性、香味与早熟性状的同步设计,将推进优异恢复系材料在杂交水稻制种与产业化育种中的应用,对推动我省水稻优质、高效、多抗新品种培育具有积极意义。

[ 责编:何金月 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 香港将举行“创新科技嘉年华2026” 推广创科文化

  • 国庆假期:国家自然博物馆游客如织

独家策划

推荐阅读
根据国家气候中心监测,9月以来赤道中东太平洋海温持续增暖,为有监测记录以来候和旬尺度海温指数首次突破3摄氏度,海温指数峰值预计出现在11月前后,形成一次有监测记录以来最强的超强厄尔尼诺事件。
2026-09-30 09:45
这里,冬季寒冷漫长,寒凉气候、偏少降水、无霜期短的自然条件,难以形成规模化的城市聚落。对于传统农牧业,年均气温低、无霜期短意味着作物生长期受限;而对数据中心来说,这也是天然冷源。
2026-09-30 09:44
9月29日,中国科学院在京召开新闻发布会,正式发布“科学前沿极限突破计划”及其首批项目,向“极宏观、极微观、极端条件和极综合交叉”方向发起冲击。
2026-09-30 09:38
中国科普研究所经过深入调查研究,形成《全国科普事业发展报告(2026)》,全面展示我国科普事业持续发展壮大所取得的成就。
2026-09-30 09:32
现代科技发展史反复印证着一个道理:许多新技术的突破,归根结底都依赖材料的新发展。
2026-09-30 09:33
世界知识产权组织29日公布的2026年《全球创新指数》中,香港在全球139个经济体中排名再升一位至第14位,并在亚洲保持第五位。
2026-09-30 09:30
科学家绘制出了人体前额叶皮层脑区的已知最大规模基因表达图谱。这些研究进一步阐释了前额叶皮层脑区在生命不同阶段的发育情况,有望用于研究衰老、认知衰退和疾病易感性。在第二篇发表于《自然》论文中,西奈山伊坎医学院的Donghoon Lee和同事报道了一个与脑疾病相关的基因表达变化图谱。
2026-09-29 09:39
纤维的材料层次、器件结构和电路互连随成形过程共同建立起来,让纤维本身成为电路。另一组实验中,研究团队利用纤维组成的柔性交互界面及配套系统,实现了手指对机械臂和无人机的非接触控制。
2026-09-29 09:39
(记者王政)工业和信息化部等7部门28日联合印发《新型电池产业发展“十五五”规划》,提出到2030年,我国新体系电池研发取得重大进展,全固态电池初步实现规模化应用。
2026-09-29 09:40
记者李春剑从中国计量科学研究院获悉,近日,国际计量局(BIPM)的全球卫星导航系统(GNSS)时间传递标准首次在中国完成北斗关键参数的标校与比对验证。随着北斗时间传递链路校准、监测评估和国际互认体系持续完善,北斗将进一步为全球用户提供更加准确、可信的授时服务。
2026-09-29 09:39
近期,国务院印发《全民健身计划(2026—2030年)》,对“十五五”时期推动全民健身事业高质量发展作出部署。国际体育医学期刊《运动医学》指出,抗阻训练较常出现不适或损伤的部位主要集中在肩部、腰背部和膝部。
2026-09-29 09:37
全国科普月不仅是科普服务的集中推出期,更是营造爱科学、学科学浓厚社会氛围的重要契机。期待科普之翼越来越有力,把科学“种”进更多人心田。
2026-09-28 09:49
作为一线科技工作者,我觉得应该肩负起向公众传播科学知识、科学方法、科学思维和科学精神的社会使命。这是历史赋予我们的责任和义务,科学家应该将所学回馈社会。
2026-09-28 09:44
研究团队借助这套气体观测数据,首次定量证实:星团内接连发生的超新星爆发,持续输入的动能足以长期维持星系湍流。
2026-09-28 09:42
23日至27日,以“在数贸会遇见AI未来”为主题的第五届全球数字贸易博览会在浙江杭州国际博览中心举办。
2026-09-28 09:34
9月25日晚,皓月当空,海南科技馆外的人工湖边人头攒动。孩子们有序凑到天文望远镜前,凝神细看,月球表面深浅交错的环形山与陨石坑清晰映入眼帘。
2026-09-28 09:21
全球老龄化加速,如何延长健康寿命,成为生命科学研究领域最紧迫的课题之一。诸多抗衰老策略中,营养干预被认为最现实。已有研究表明,减少饮食中蛋白质的摄入,能延长酵母、果蝇和小鼠等模式生物的寿命。
2026-09-24 09:41
作为射电天文领域的国之重器,中国天眼(FAST)不断将我们的视野推向宇宙更深处,在脉冲星、快速射电暴、中性氢宇宙等前沿领域,一次又一次刷新着人类对于宇宙的认知。
2026-09-24 09:34
我国研究团队利用“天关”卫星(爱因斯坦探针卫星)与高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)的联合观测,在一颗距离地球约4600光年的脉冲星周围发现一条此前未被完整看到的超长X射线尾迹。
2026-09-24 09:30
国家统计局数据显示,在消费品以旧换新等政策利好下,节能家电、智能家居等越来越受到消费者的青睐。智能家居的终极目标,不是堆砌多少高科技设备,而是让人的生活更便利、更幸福。
2026-09-24 09:26
加载更多