Erzeugung homozygoter mutierter Populationen von Gerstenmikrosporen durch Behandlung mit Ethylmethansulfonat

In einer neuen Studie wurden die Fachkenntnisse der von Dr. Ping Yang (Institut für Nutzpflanzenwissenschaften, Chinesische Akademie der Agrarwissenschaften) geleiteten Forschungsgruppe in Gerstengenetik und -genomik mit der von Dr. Chenghong Liu (Biotech Research Institute, Shanghai) geleiteten Erfahrung in der Mikrosporenkultivierung von Gerste kombiniert Akademie der Agrarwissenschaften), um das Zeit- und Platzkostenproblem bei der Entwicklung homozygoter induzierter Mutanten anzugehen, die sowohl in theoretischen Forschungen als auch in der Vorzüchtung sehr wichtige genetische Ressourcen darstellen.

Die Forscher wendeten chemische Mutagenese (Ethylmethansulfonat, EMS) auf das Medium der Gersten-Mikrosporenkultur an und erzeugten dann die haploiden Mutationen, die in den regenerierten Pflanzen, die doppelt haploide (DH) sind, homozygot werden konnten.

Der genotypische Effekt der Gerste sowie der Effekt der Mutagendosierung wurden durch eine kombinierte Bewertung der genomweiten Mutationsdichte mittels Hochdurchsatzsequenzierung geschätzt und lieferten so eine Referenz für die zukünftige Optimierung dieses Ansatzes. Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht aBIOTECH.

„Bei der Saatgutbehandlung ist es aufgrund der durch chemisch induzierte Mutagenese erzeugten Heterozygotie von Pflanzenpopulationen der frühen Generation schwierig, phänotypische Variationen in quantitativen oder rezessiven Merkmalen zu identifizieren“, sagte Dr. Yang. „Die Mutagenese isolierter Mikrosporen ist in der Lage, DH-Linien mit festen homozygoten Mutationen zu erzeugen, und die Pflanzen mit phänotypischen Veränderungen wurden bereits in einer sehr frühen Generation erkannt.“

„Darüber hinaus können Millionen von Haploiden äußerst platzsparend behandelt werden“, sagte Dr. Liu. „Die Kombination der induzierten Mutagenese mit der Mikrosporenkultur würde die Entwicklung neuer genetischer Ressourcen, die in der Vorzüchtung anwendbar sind, erheblich beschleunigen.“

Neben der Generierung einer Gerstenpopulation mit Tausenden homozygoten Mutanten bietet diese Forschung einen wirksamen Ansatz zur Entwicklung neuer genetischer Ressourcen und könnte eine wertvolle Referenz für die Praxis in anderen Nutzpflanzen sein.