中国学者破译同源四倍体紫花苜蓿基因组并建立基因编辑育种体系学术资讯

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2020年5月19日，Nature Communications杂志以“Allele-aware chromosome-level genome assembly and efficient transgene-free genome editing for the autotetraploid cultivated alfalfa”为题，发表了中国学者完成的紫花苜蓿高质量基因组及其基因编辑育种体系的相关成果。

紫花苜蓿是世界上最重要的牧草作物，被称为“牧草之王”。随着我国城乡居民生活水平的不断提高，对牛羊等草食动物的畜产品的消费需求不断增长，激增的家畜养殖对优质牧草，特别是紫花苜蓿的需求极大增加。然而，我国每年仅能生产200多万吨优质紫花苜蓿，距离500万吨的需求仍存在巨大缺口，长期以来高度依赖进口特别是从美国进口牧草，其中优质苜蓿占牧草进口总量的80%以上。此外，国内尚缺乏自主知识产权的优质紫花苜蓿品种资源，优质苜蓿种子大量依靠进口。由于紫花苜蓿同源四倍体和异花授粉特性，一直以来极大阻碍了其基因密码的破译和新品种培育。
广东三杰牧草生物科技有限公司致力于从源头解决我国紫花苜蓿优良新品种培育和种业安全问题，布局了牧草种质“育-繁-推”和牧草产品“种植-加工-销售”产学研结合的完整草业产业链，旨在打造“科工贸”三位一体的草业高新生物技术企业。此次通过联合国内数家单位攻关，解析了我国地方特有品种“新疆大叶”紫花苜蓿的四倍体基因组，成功将四倍体基因组组装到了32条染色体上。在此基础上，进一步开发了基于CRISPR/Cas9的高效的基因编辑技术体系，成功培育获得了一批多叶型紫花苜蓿新材料，其杂交后代表现出稳定的多叶型性状且不含转基因标记。该编辑技术在不导入外源基因的情况下，仅仅定点精准获得作物自身体内的突变体，与转基因截然不同，并能大大加快传统育种的速度。

Genome editing of MsPDS
该成果的完成，将使紫花苜蓿实施分子育种策略成为可能，从而为加快我国优质苜蓿品种培育和牧草产业发展提供重要科技支撑。同步地，该成果的相关关键技术也向国家专利局申报了发明专利；多叶型紫花苜蓿新种质也获得了我国农业农村部的中间试验批文，后续将根据法律法规逐步申报新品种与商品化推广。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16338-x

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