【摘 要】
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番茄（Solanum lycopersicum）是我国乃至全世界最重要的蔬菜之一,属茄科番茄属。番茄具有明显的杂种优势,杂交一代种子整齐度高、抗逆性强。我国目前番茄杂种一代种子的生产仍采用人工去雄授粉,这需要投入大量的人力物力,制种效率低、成本高,且种子纯度得不到保证。用雄性不育系的亲本做母本进行杂交种子生产,可省去人工去雄的过程、降低成本、提高种子纯度。为了获得适用于生产的番茄雄性不育系,数十年
【基金项目】
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杨凌示范区产学研用协同创新项目（编号:2018Cxy-09）；
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番茄（Solanum lycopersicum）是我国乃至全世界最重要的蔬菜之一,属茄科番茄属。番茄具有明显的杂种优势,杂交一代种子整齐度高、抗逆性强。我国目前番茄杂种一代种子的生产仍采用人工去雄授粉,这需要投入大量的人力物力,制种效率低、成本高,且种子纯度得不到保证。用雄性不育系的亲本做母本进行杂交种子生产,可省去人工去雄的过程、降低成本、提高种子纯度。为了获得适用于生产的番茄雄性不育系,数十年来广大育种工作者对国内外已经发现逾60份番茄雄性不育的突变材料进行了研究,但遗憾的是这些材料均不同程度的存在缺陷,导致一直无法运用到育种生产上。因此,研发育性稳定、无不良性状、易于培育优异杂交新品种的新型不育系对于番茄产业发展具有十分重要的意义。CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9）基因编辑技术是近年来出现的一种革命性的分子育种技术,可以实现动植物基因的靶向敲除、敲入和定点突变,快速创制目标性状突变体,已经逐步成为作物种质资源创制的重要手段之一。1、本研究以紫色下胚轴番茄品种19-1为背景,利用CRISPR/Cas9编辑技术筛选并共同编辑了育性相关基因MS1035(male sterile 1035)和黄酮3’-羟化酶F3H（flavaone 3-hydroxylase）,创建了带有绿色下胚轴可视化标记的雄性不育系CR-ms1035/f3h。2、研究进一步对CRISPR/Cas9所创制的雄性不育系CR-ms1035/f3h的育性稳定性进行多代检测,对创建不育系与原亲本的其它性状进行比较评估,结果表明该不育系能够稳定遗传并且没有附带的不良性状出现。3、利用不育系进行杂交种制备,对杂种一代种子发芽率、育性的稳定性、植物学性状、果实的品质和产量等重要农艺性状进行田间调查,确定利用基因编辑创建的番茄雄性不育系能够应用于杂交制种并取得预期的良好效果。4、为了获得更加稳定的标记,本研究创制了带红色种子荧光标记的番茄雄性不育系的保持系,并对其稳定性进行了验证。以期建立一个能够高效、快速、稳定地对番茄优良母本附加不育性状,并应用于番茄杂交种子生产的方案。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创建了带有选择性标记的雄性不育系,并且不育系及其保持系性状均能够稳定遗传,不育系生产的杂交种不具有转基因特性并且质量未受到基因编辑的影响,促进了雄性不育系在杂交制种中的大规模应用,也为其它作物雄性不育系的创建和杂交育种提供了一个参考样板。
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