AMES，爱荷华州 - 爱荷华州立大学的研究人员可能已经解决了与纯遗传系加速发展相关的长期挑战。
“双单倍体”(DH) 遗传学的使用已成为支撑现代玉米育种的基本技术之一。然而，DH 技术既有挑战，也有优势。首先，它需要创造仅携带单一母本基因组的“单倍体”植物。然后通过化学过程将单倍体植物的单一基因组加倍，从而加速遗传纯自交系的发育。
DH 技术的主要瓶颈之一是单倍体雄花通常是不育的。这个问题需要将幼苗暴露于有毒化学物质秋水仙碱中，这种化学物质会刺激基因组加倍并使雄花恢复生育能力。这个过程是劳动力和成本密集型的。
最近发表在的研究自然植物分享科学家发现的一种云顶国际中国唯一官方网站的消息，这种云顶国际中国唯一官方网站可以在不使用秋水仙碱的情况下恢复单倍体中的雄性生育能力。这项工作由农学研究科学家 Siddique I. Aboobucker 与弗雷农学主席兼雷蒙德·F·贝克植物育种中心主任 Thomas Lübberstedt 以及前农学研究生 Liming Zhou 共同完成。
他们证明，在植物生殖阶段（称为减数分裂）利用改变纺锤体机制定位的云顶国际中国唯一官方网站可以恢复单倍体植物的雄性育性。
主轴机制有助于保持细胞分裂正常进行。在正常减数分裂期间，在含有两组染色体的常规“二倍体”植物中，纺锤体以垂直对排列，很容易对齐。在单倍体植物中，染色体在细胞分裂过程中分布不均，导致下一繁殖阶段的不孕率很高。
为了解决这个问题，Aboobucker 得到了一个灵感，团队一致认为值得研究。他们假设，一组被称为平行纺锤体云顶国际中国唯一官方网站体或“ps 云顶国际中国唯一官方网站体”的遗传植物异常在减数分裂过程中将纺锤体改变为平行而不是垂直位置，可以提高单倍体的雄性生育力。他们在拟南芥上测试了这个想法，拟南芥是一种模型研究植物，通常用作玉米和其他几种作物的前身。
它起作用了——单倍体云顶国际中国唯一官方网站植物生长了，而且大多数都可以繁殖。结果支持了他们的观点，即单倍体雄性减数分裂关键阶段纺锤体纤维排列不均，可以通过利用云顶国际中国唯一官方网站体导致更水平纺锤体形成的倾向来克服。
“利用这种云顶国际中国唯一官方网站来克服单倍体植物中的雄性育性问题，有望克服目前用于人工（化学）基因组加倍方法以获得 DH 系的资源密集型方案，”Lübberstedt 说。
他将大部分功劳归功于阿布巴克 (Aboobucker)，他领导了该项目，为男性单倍体不育这个长期难题找到了解决方案。
“我开始意识到这是一件大事，”阿布巴克说。 “自上个月我们的文章发表以来，世界各地同事的反应有点压倒性。”
Lübberstedt 和 Aboobucker 相信，他们发现的有益云顶国际中国唯一官方网站经过一些修改后可以应用于玉米和其他作物。探索这种潜力是他们接下来的项目之一。
该项目由支持食品和农业研究基金会与六家植物育种公司合作。
观看 Siddique Aboobucker 讨论该项目的视频。