High-frequency synthetic apomixis in hybrid rice

Autor: Vernet, Aurore, Meynard, Donaldo, Lian, Qichao, Mieulet, Delphine, Gibert, Olivier, Bissah, Matilda Ntowa, Rivallan, Ronan, Autran, Daphné, Leblanc, Olivier, Meunier, Anne Cecile, Frouin, Julien, Taillebois, James E., Shankle, Kyle, Khanday, Imtiyaz, Mercier, Raphael, Sundaresan, Venkatesan, Guiderdoni, Emmanuel
Přispěvatelé: Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Max-Planck-Institut, Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM), Central Scientific Instruments Organisation (CSIR), University of California [Davis] (UC Davis), University of California (UC), University of California [Berkeley] (UC Berkeley), France-Berkeley exchange fundCGIARInnovative Genomics Institute (IGI)Alexander von Humboldt FoundationMax Planck SocietyFoundation CELLEX
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Nature Communications
Nature Communications, 2022, 13 (1), pp.7963. ⟨10.1038/s41467-022-35679-3⟩
Nature communications, vol 13, iss 1
ISSN: 2041-1723
DOI: 10.1038/s41467-022-35679-3⟩
Popis: International audience; Introducing asexual reproduction through seeds – apomixis – into crop species could revolutionize agriculture by allowing F1 hybrids with enhanced yield and stability to be clonally propagated. Engineering synthetic apomixis has proven feasible in inbred rice through the inactivation of three genes ( MiMe ), which results in the conversion of meiosis into mitosis in a line ectopically expressing the BABYBOOM1 ( BBM1 ) parthenogenetic trigger in egg cells. However, only 10–30% of the seeds are clonal. Here, we show that synthetic apomixis can be achieved in an F1 hybrid of rice by inducing MiMe mutations and egg cell expression of BBM1 in a single step. We generate hybrid plants that produce more than 95% of clonal seeds across multiple generations. Clonal apomictic plants maintain the phenotype of the F1 hybrid along successive generations. Our results demonstrate that there is no barrier to almost fully penetrant synthetic apomixis in an important crop species, rendering it compatible with use in agriculture.
Databáze: OpenAIRE
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