近日，中國農業科學院作物科學研究所小麥大麥優異種質資源發掘與創新利用創新團隊聯合中德多家科研單位，合作構建了中國大麥地方品種“哈鐵系”的化學誘變突變體庫，并建立了基于擴增子測序的經濟高效鑒定基因組局部誘導突變技術（TILLING突變體篩選技術）。相關研究成果3月12日在線發表于學術期刊《植物通訊Plant Communications》。   　　據楊平研究員介紹，理化誘變是創制遺傳變異的經典方法，與基因編輯技術可以優勢互補，在種質創新、遺傳育種和新基因發掘等方面發揮了重要作用。甲基磺酸乙酯（EMS）化學誘變可產生鳥嘌呤到腺嘌呤或胞嘧啶到胸腺嘧啶的堿基轉換，多數引起編碼蛋白質的氨基酸替換，少數可造成蛋白翻譯提前終止或編碼框位移。據國際原子能機構統計數據顯示，理化誘變選育的植物新品種超過3300個，涉及214個物種。   　　“哈鐵系”是兼有歐亞混合血緣的我國東北地區大麥地方品種，其成熟后期全株變黑。該團隊采用不同EMS濃度處理構建了一個誘變群體，包含8,525份誘變二代單株及其產生的誘變三代種子，并測序構建了“哈鐵系”染色體水平的高質量參考基因組。隨后，利用分子生物學和基因組學技術，建立了一套經濟高效的突變體篩選系統，可從64倍或144倍DNA樣品混池中鑒定出目標基因的突變位點，準確率高達90.48%。進一步實驗表明，該誘變群體的突變頻率為1.5-4.1個突變位點/兆堿基，高于國外已報道的多個啤酒大麥誘變群體。針對單個目標基因或突變體，研究者開展了基因功能驗證與突變基因快速克隆研究，證實了該套資源在大麥正向與反向遺傳學研究中的利用價值。值得一提的是，利用此TILLING技術和5184個誘變二代單株，作科所已對十余家科研院所提供的數十個目標基因開展了突變體篩選服務，可獲得21個突變體/1500堿基目標片段。該研究平臺的建立將為我國大麥種質創新、新基因發掘和功能研究提供有力支撐。   　　該研究由中國農業科學院作物科學研究所、四川農業大學、德國萊布尼茨植物遺傳與作物育種研究所（IPK）、中國科學院植物研究所和德國亥姆霍茲慕尼黑中心等多家單位協作完成。作科所楊平研究員和IPK研究所Martin Mascher研究員為共同通訊作者，蔣樅璁副研究員、已畢業碩士生雷淼淼、博士生高廣奇和IPK研究所郭鈺博士為共同第一作者。研究得到國家重點研發計劃和中國農業科學院科技創新工程等項目支持。   　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2022.100317