在农业领域
育种一直是提高作物产量、增强抗逆性
改善品质的主要途径
传统育种方法耗时长、效率低
先正达集团发明的HI-Edit技术
为农作物育种带来了革命性变革
让我们一起去认识一下
这项智能育种时代的代表性技术吧
认识HI-Edit技术之前
我们先来了解一下HI-Edit的
两大技术前提——
双单倍体技术和基因编辑技术
传统育种一般是通过父本和母本的杂交
从后代中选择性状优良的个体
再进行连续多代回交纯化
经历7-8代才能获得一个新品种
而通过双单倍体技术
育种家仅需2代就可以
迅速获得携带双亲优良性状的纯合株系
为后续的杂交育种工作奠定基础
在这个过程中
单倍体诱导是必要条件
基因编辑技术则是借助
CRISPR/Cas这样的“基因剪刀”
对植物自身基因组进行精准修改
从而产生遗传的多样性
让作物获得育种家想要的特性
单倍体植株的染色体组
只有正常植株的一半
其遗传组成相对简单
在育种中具有特殊的应用价值
2017年，先正达科学家
Tim Kelliher和团队
率先发现控制玉米单倍体诱导的
基因MATL
利用该基因可高效诱导产生单倍体植株
在此基础上
先正达科学家阙求登、Tim Kelliher等
将单倍体诱导和基因编辑技术结合起来
最终成功开发出HI-Edit技术
实现了商业化品种的
基因编辑和性状改良
而不再依赖传统的遗传转化方式
HI-Edit技术
将带有“基因剪刀”的单倍体植株
和待改良的目标品种进行杂交
在杂交过程中
这把“剪刀”就有机会
去接触目标品种的基因组
并对其进行编辑和改良
从而形成只含被编辑的
目标品种的基因组
携带“剪刀”的单倍体诱导系基因组
连同“剪刀”
会在短时间内全部消失
不会“污染”目标基因组
因此保持了目标品种的纯度
利用HI-Edit技术
2-3代即可完成目标品种的性状改良
比起原来的7-8代
极大缩短育种周期
这项研究于2019年发表在
著名的《自然生物技术》杂志上
然而，HI-Edit技术的研发与突破
并非一帆风顺
存在单倍体诱导系遗传转化难
单倍体基因编辑效率低等问题
先正达北京创新中心梁大伟等科学家
经过不断创新和尝试
克服了诱导系难转化的问题
大幅提高了转化效率
科学家们还通过创新设计
优化了“基因剪刀”的速度
和“锋利”程度
从而大幅提高了单倍体植株的
基因编辑效率
这项技术被广泛应用后
可更快地将优良性状
整合到目标商业化品种中
性状导入商业化品种的时间
从至少3.5年缩短到1.5年以内
从而大大加速育种进程
HI-Edit技术
也将首次出现在11月5日-10日举行的
第七届进博会食品及农产品展区种业专区
1.1A6-03先正达集团展台
要不要来线下一睹它的神奇之处？
