谷子（Setaria italica）作为一种区域性重要作物，因其较小的基因组、强大的环境适应能力、高效的C4光合作用以及丰富的营养价值，正迅速成为抗逆、养分利用效率和C4高光效机制研究的模式作物。加倍单倍体（DH）技术，能够在两代内迅速固定重组单倍型，相比传统育种方法展现出了显著的效率优势。然而，谷子育种中DH技术的应用仍然受单倍体诱导系统研究不足的制约。

   近日，本团队、钱前院士团队和山西农业大学王兴春团队合作在Plant Biotechnology Journal发表了题为“Efficient haploid induction via egg cell expression of dandelion PARTHENOGENESIS in foxtail millet (Setaria italica)”的Brief Communication论文（doi: 10.1111/pbi.14302）。该研究通过将蒲公英（Taraxacum officinale）的孤雌生殖基因PARTHENOGENESIS（PAR）引入到谷子中，成功诱导出单倍体植株，显著提高了谷子双单倍体育种的效率。

   前期Underwood等从无融合生殖蒲公英中克隆了孤雌生殖PAR基因，该基因编码一个含有K2-2锌指结构域和EAR基序的蛋白，对于蒲公英的无融合生殖至关重要。先前的研究已经证明，将蒲公英的PAR基因导入到双子叶植物莴苣（Lactuca sativa）中，能够促使莴苣的卵细胞在未受精的情况下发生细胞分裂。在本研究中，研究团队构建了PAR基因的异源表达载体，并成功将其转入到谷子中，产生了11个T0代转基因株系。与野生型相比，这些株系展示了株高和穗长的显著变异，并且结实率都显著降低。更为重要的是，在其中6个株系中成功诱导出单倍体植株，单倍体诱导率（HIR）介于1.4%至10.2%之间，且这些特征在T1代中得以稳定遗传。观察到的最高单倍体诱导率（10.2%）显著超过了通过CRISPR/Cas9技术敲除SiMTL基因达到的3.5%的HIR，展示了利用蒲公英PAR基因在双子叶和单子叶作物中诱导单倍体产生的巨大潜力。此外，本研究还提出了在谷子等作物中应用PAR进行DH育种的策略和方法。最近的研究揭示，将PAR诱导的孤雌生殖与MiMe相结合，能够在杂交水稻中实现较高频率的无融合生殖，该结果为未来在谷子等作物中实现高效无融合生殖提供了理论基础和技术支撑。

   团队黄勇助理研究员、山西农业大学联培硕士生梁雨晴为该论文的共同第一作者，王克剑研究员、钱前院士和山西农业大学王兴春教授为该论文的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、浙江省重点研发计划、海南省种业实验室等项目的支持。

   文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14302