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重大突破！水稻MTL基因突变能育单倍体、三倍体
人民政协网4月21日电（记者 高志民）近日，中国水稻研究所水稻基因组编辑与无融合生殖创新团队的一项新研究发现，水稻MTL基因突变后，不仅能诱导产生单倍体水稻，还能意外形成三倍体胚，这一发现打破了人们对该基因功能的传统认知，相关成果已发表于国际植物学知名期刊《新植物学家（New Phytologist）》。
MTL基因并非首次被关注，它编码花粉特异性磷脂酶，此前已知其突变可诱导单倍体，且已应用于一系杂交稻的创制中。而此次研究进一步揭示了该基因的多重生物学效应，让其“能力边界”得到拓展。
研究团队观察发现，MTL基因突变后，水稻种子的败育率显著上升，其中一种“有胚无胚乳”的特殊种子比例变化尤为明显——从野生型水稻的0.2%大幅提升至5%。科研人员对这类种子进行培育后发现，长出的幼苗中不仅有5.2%~5.6%的单倍体水稻、其余为正常二倍体水稻，还意外出现了2.6%~5.6%的三倍体水稻。
那么，这种“一突变多产出”的现象背后是什么原理？进一步研究揭开了谜底：MTL基因突变会破坏花粉发育后期的氧化还原稳态，这种失衡会产生两种影响——一方面诱导精细胞中部分染色体片段化，进而形成单倍体胚和二倍体胚；另一方面干扰花粉发育的有丝分裂过程，产生未减数精细胞，这类精细胞与卵细胞融合后，便形成了三倍体胚。
简单来说，这项研究首次证实，MTL基因在水稻生殖过程中既能对基因组做“减法”（产生染色体数量减半的单倍体），也能做“加法”（产生染色体数量加倍的三倍体）。这一发现不仅丰富了人们对MTL基因生物学功能的认知，更为三倍体水稻的人工合成提供了新途径。
据悉，三倍体水稻在遗传学研究中具有重要价值，可作为培育不同倍性水稻材料的“桥梁”，还能为无融合生殖基因的发掘提供助力。此次研究为水稻遗传改良和育种创新提供了新的理论依据和技术思路，相关研究得到国家自然科学基金、国家水稻产业技术体系、浙江省自然科学基金等项目的支持。
编辑：马嘉悦
