摘要:2024年10月12日,华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、生命科学学院和农学院刘耀光院士团队在Plant Communications上发表了题为“Breeding herbicide-resistant rice (Oryza sativa) using CRISPR/Cas gene editing and other technologies”的研究综述。该论文系统总结了抗除草剂水稻育种以解决抗除草剂杂草管理等方面取得的研究进展,综述了水稻抗除草剂研究的各种技术,分析并提供了常用的水稻抗除草剂基因的例子,展望了基因编辑技术在未来抗除草剂水稻育种中对抗除草剂基因靶向修饰中的应用,为水稻生产尤其直播栽培系统等提供有益的参考。
研究背景:尽管稻田杂草可以通过农艺措施来控制,例如轮作、覆盖、水灌溉等,使用除草剂控制直播水稻的杂草仍具有较高的成本效益和劳动效率。事实上,全球每年在农田上使用的除草剂超过300万吨,但已发现中稻田存在至少40种抗除草剂杂草(超过272种生物型)。新时代下,传统育种向先进生物技术育种过渡,结合这两种育种方法将显著加快育种过程。
研究内容:本文阐述了涉及抗除草剂水稻的育种要素,表格包含抗性机制、目标基因、水稻品种、抗性水平和使用的育种技术;文章深入探讨了如何选择适合的生物技术工具,精准开发具有天然压制杂草潜力的水稻新品种;并强调了解要靶向哪些目标基因以及它们如何创制抗除草剂性状的基因编辑技术的应用。
作者简介:华南农业大学生命科学学院和农学院博士后罗琪宇为第一作者,刘耀光院士为论文通讯作者。作者感谢陈乐天教授和祝钦泷研究员对该论文提出的有益建议。该研究得到了国家自然科学基金-青年科学基金项目、广东省自然科学基金-面向项目、省区域联合基金-青年基金项目的资助。