王克剑团队利用山柳菊基因实现杂交水稻无融合生殖
5月27日，中国水稻研究所王克剑团队在 Plant Communications 在线发表了题为“Extending Mendel's legacy: the application of hawkweed PpPAR for inducing synthetic apomixis in hybrid rice”的研究论文。该研究通过整合山柳菊无融合生殖关键基因 PpPAR 与 MiMe 模块，在杂交水稻中实现了稳定高效的克隆种子生产，为加快水稻无融合生殖技术的生产应用提供了新的解决方案。
前人在研究山柳菊时首次提出“无融合生殖”概念。2022年，相关科研人员又从山柳菊中锁定关键候选基因 PpPAR ，该基因与蒲公英的孤雌生殖基因 ToPAR 结构和表达模式十分相似，但是该基因功能至今未得到有效验证。
在本次研究中，研究团队将山柳菊的 PpPAR 基因导入杂交水稻“春优84”中，并开展系统性研究。在构建单倍体诱导系统时，团队利用拟南芥AtDD45启动子诱导 PpPAR 在水稻卵细胞中异位表达，诱导产生纯合单倍体后代。13个独立株系中单倍体诱导率最高达1.5%，为快速创制纯合系提供了新途径。接着，团队进一步引入 MiMe 模块，使卵细胞跳过减数分裂直接进行有丝分裂，形成二倍体克隆种子。当 PpPAR 与 MiMe 协同作用时，令人惊喜的现象出现了—“ Fix5 ”转基因株系的克隆效率在T0代最高达84.6%，且遗传稳定性在T1、T2代中保持良好。全基因组测序证实克隆种子100%保留亲本杂合性，成功固定杂交优势。
图1：利用 PpPAR 在杂交水稻中创建 Fix5 无融合生殖体系
该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院创新工程、中国农科院国家南繁研究院南繁专项等资助。我所熊杰特聘副研究员、姬亚捷硕士、杨深琳硕士为论文共同第一作者，王克剑研究员为通讯作者，钱前院士对本研究提供了重要指导。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101387