新京報訊 （記者陳璐）近期，中國農業科學院蔬菜花卉研究所種質資源團隊建立多倍體植物加速演化模型，揭示了異源多倍體植物基因組早期演化特徵，並透過基因編輯促進了同祖染色體重組和染色體剔除，首次誘導了能使配子迅速降倍的次級減數分裂。該研究創制的人工多倍體演化模型為遺傳研究和育種提供了關鍵平臺，研製的染色體重組技術、基因定點轉換和新基因誘導技術為作物基因設計提供了重要工具。

中國農業科學院蔬菜花卉研究所種質資源團隊在人工合成的蘿蔔×甘藍（RRCC）異源四倍體中建立了基因組加速演化的研究模型。該團隊介紹，遠緣雜交被廣泛應用於十字花科作物的種質創新和遺傳育種，十字花科作物包含蘿蔔、甘藍、油菜、芥菜等重要作物。其中，蘿蔔屬和蕓薹屬作物分別獨立進化出對方稀缺的優良性狀和抗性基因。

但是，屬間基因組的重組困難制約了優良基因的穿梭轉育，使得遠緣雜交育種難以取得實質性突破。為了解決這一問題，研究團隊前期創制和引進了大量遠緣雜交新種質。“基因組降倍在遠緣雜交和倍性育種上具有重要應用價值。”透過編輯FANCM基因，該團隊提高了部分同源染色體的重組效率，並首次誘導了能使配子基因組迅速降倍的次級減數分裂。

研究結果揭示了新合成的異源多倍體基因組演化規律，使得該團隊首次建立起基因組加速重組、高效剔除、快速降倍的研究模型，並建立了同源基因精準轉換以創造新基因的技術。該團隊表示，此結果在多倍體人工演化研究、種質資源創新和遺傳育種領域具有廣闊應用前景。

該團隊表示，全球半數以上的農作物及其野生近緣種經歷過遠緣雜交及基因組加倍，建立一個基因組加速演化的研究模型非常重要。“如果把每個基因比作一張牌，那麼一個優良的品種或一份優異的骨幹親本則是育種家幸運地抓到的一副好牌，其形成和獲得具有很強的偶然性。”本研究成果賦予育種家洗牌、分牌和換牌的主動權，將突破親緣關係對種質資源可用性的制約，創制具有遠緣優勢的新品種、新材料和新基因。

編輯 張樹婧