近日，中国农业科学院作物科学研究所农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程“作物分子育种技术和应用创新团队”和“玉米遗传改良与新品种选育创新团队”利用基因编辑研发出一步法创制核不育系及其保持系的新技术，为第三代作物杂交育种技术提供了更高效的技术方案。相关研究论文近日在线发表在国际期刊《分子植物》上。
据谢传晓研究员介绍，我国玉米年播种面积超过6亿亩，大田生产上几乎全都是杂交品种，而创制不育系和利用不育系制种是杂种优势利用的关键技术。现阶段，作物杂交种创制技术已发展到了第三代。然而，依赖传统育种方法步骤多，进程慢，通常需6-8年。因此，研究人员利用基因编辑技术对玉米育性基因的功能结构域进行了定点定向删除，从而创制了核不育系，并巧妙地利用基因编辑技术精确性使之与保持系技术兼容，从而创制出操控型核不育保持系，由此可提高第三代作物杂交技术的效率。该保持系具有以下3个特点：一是恢复不育系孢子体雄花育性；二是携带的保持系技术元件仅能通过雌配子向后代遗传；三是籽粒上带有红色荧光标记。保持系植株自交结实籽粒会产生1∶1的保持系和不育系后代，保持系和不育系种子因发光特征不同可被肉眼或机器识别，从而实现保持系与不育系种子无损分拣。分拣的不育系用于杂交种制种生产的母本，保持系种子用于下一个生产年份的保持系与不育系生产。用这种技术育成新品种后，在进行制种时不再需要人工或机械去雄，可以实现“一步法”制种，降低了生产成本。该研究相关技术已于2019年获得授权发明专利。