近日，生物所作物功能基因组研究中心和中国农业大学国家玉米改良中心合作，通过共表达转录因子ZmC1 和ZmR2形成的紫胚玉米新种质与高效单倍体诱导系CAU6融合，创制出不受材料背景的影响、简便高效、单倍体鉴别准确率达99.1%的玉米诱导系MAGIC1（Maize Anthocyanin Gene InduCer 1）和升级版MAGIC2，为进一步提升单倍体育种技术应用效率奠定了基础。相关成果发表在国际著名期刊《植物杂志（The Plant Journal）》上。

单倍体育种技术可极大缩短育种周期，提升育种效率，因而成为现代作物育种的共性关键技术之一。但是，目前的玉米单倍体育种技术体系中，鉴别单倍体胚需要剥离全穗所有的胚，进一步通过光照显色来区分单倍体和二倍体，效率不够高。如能在幼胚阶段就实现汰选，将极大提升单倍体胚鉴别效率，从而进一步提升单倍体育种技术的应用效率。前期研究中，生物所陈茹梅团队创制出在胚和糊粉层稳定积累花青素的紫胚玉米，为开发单倍体识别标记提供了一种新的策略。

本研究中，陈茹梅团队与中国农大陈绍江教授团队合作，将紫胚玉米的花青素积累表型引入单倍体诱导系CAU6，回交转育后形成新的诱导系MAGIC1。MAGIC1与CAU6相比，诱导率没有显著差异，但是单倍体鉴别时期从原来的授粉后21天提前到授粉后9天，准确率从88.3%提高到99.1%。此外，MAGIC1不受材料背景影响，可以用于存在花青素合成抑制基因的玉米种质的单倍体鉴别。随后，研究团队在MAGIC1基础上发展出可利用胚、胚根、胚芽鞘、叶片、叶鞘等多个组织全生育期鉴别单倍体的升级版诱导系MAGIC2，比MAGIC1单倍体识别效率更高，发芽率也更高，进一步提升了玉米单倍体育种技术的简便性和适用性。该研究两个版本的单倍体诱导系实现了单倍体幼胚的直接鉴别，可显著提高单倍体幼胚鉴别与加倍技术应用效率，在单倍体育种中具有极大的应用潜力。相关技术已经获得国家发明专利授权。

图注：创制新的单倍体诱导系MAGIC1并获专利

生物所柳小庆副研究员和中国农大陈琛博士为本文第一作者，生物所陈茹梅研究员和中国农大陈绍江教授为本文通讯作者。中国农大李建生教授给予大力支持。该研究得到国家重点研发计划，转基因重大专项，三亚崖州湾科技城科研项目和北京市博士后基金的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15888