近日，北京市農林科學院蔬菜所許勇團隊在植物學權威期刊Plant Biotechnology Journal（中科院一區TOP期刊，IF=13.263）在線發表題為“Production of double haploid watermelon via maternal haploid induction”的研究論文。該研究首次創制出西瓜單倍體誘導系，成功實現西瓜體內單倍體誘導，經染色體加倍后獲得雙單倍體株系，為西瓜快速育種提供了新的方案。

       我國是全球西瓜生產與消費大國，其產量占全世界西瓜產量的60%以上。西瓜也是北京特色優勢產業，在京郊農業中發揮著重要作用，優良品種是產業發展基礎。在瓜類作物上傳統育種技術純合變異需要至少8代，且利用大小孢子培養獲得雙單倍體技術復雜且效率較低，利用基因編輯技術創制單倍體誘導系，可直接在誘導受體親本上自然產生單倍體植株，再通過加倍手段獲得二倍體純合系，可實現在短時間內（兩代）作物優良基因型的固定，從而創制純合的自交系以用于雜交品種選育。雙單倍體技術是提高我國西瓜效率的重要技術手段，但至今尚無突破。

       我院蔬菜所許勇團隊利用CRIPSR/Cas9基因編輯技術敲除ClDMP4創制了西瓜單倍體誘導系，首次實現了西瓜體內的單倍體誘導。該研究利用Blast-P及組織表達檢測篩選出西瓜花粉中特異表達的玉米單倍體誘導基因ZmDMP的同源基因ClDMP4。進一步通過CRISPR/Cas9技術結合Vens熒光篩選標記，構建了具有熒光標記的ClDMP4基因的突變體。在此基礎上，通過雜交、熒光篩選、分子標記鑒定、流式細胞儀測定以及oryzalin加倍獲得了純合的二倍體西瓜材料。首次在西瓜中建立的單倍體誘導技術體系，其誘導效率為0.5%-1%左右，目前已成功在3個西瓜雜交一代上誘導出雙單倍體株系，大幅縮短了育種周期。本研究成果填補了的西瓜雙單倍體育種技術的空白，也為實現種業科技自立自強、種源自主可控奠定技術基礎。

圖1 西瓜雙單倍體育種技術

       我院首屆優秀青年基金項目獲得者田守蔚博士為論文第一作者，許勇研究員、溫常龍研究員分別為論文通訊作者及共同通訊作者。該研究得到北京市農林科學院青年基金、優秀青年基金及創新能力建設等項目的資助。

       我院蔬菜所率先繪制了西瓜全基因組圖譜與變異圖譜，建立了全基因組分子輔助育種技術，率先在西瓜上建立了基因敲除與單堿基編輯技術，西瓜單倍體誘導系的創制是西瓜現代育種技術又一次突破，必將進一步確立我院在西瓜現代育種技術的領先地位。

       全文鏈接：//doi.org/10.1111/pbi.14045

       來源：蔬菜所

       撰寫：田守蔚

       審核：許勇

       編輯：李瀟 陳金超 陳啟威

       校對：李瀟 杜冰 崔鶴亭