Clonal reproduction by seed of a cultivated hybrid plant: a new perspective for small-scale rice growers
- PMID: 38206040
- DOI: 10.5802/crbiol.125
Clonal reproduction by seed of a cultivated hybrid plant: a new perspective for small-scale rice growers
Abstract
Transferring an asexual mode of reproduction by seeds (apomixis) to cultivated plants would enable clonal reproduction of heterozygous genotypes such as F1 hybrids with hybrid vigor (heterosis), facilitating their access and multiplication by small-scale growers. Although sources of apomixis and the genetic loci controlling its constituent elements have been identified in wild species, their transfer by crossing to cultivated species has so far been unsuccessful. Here, we have introduced synthetic apomixis in hybrid rice to produce a high (95-100%) frequency of clonal seeds, via the inactivation of three meiotic genes-resulting in unreduced, non-recombined gametes-and the addition of an egg cell parthenogenesis trigger. The genotype and phenotype, including grain quality, of the F1 hybrid are reproduced identically in the clonal apomictic progenies. These results make synthetic apomixis compatible with future use in agriculture.
Le transfert d’un mode de reproduction clonale asexuée par grain (apomixie) aux plantes cultivées permettrait de reproduire de façon génétiquement identique des génotypes hétérozygotes comme ceux des hybrides F1 dotés d’une vigueur hybride (heterosis), facilitant ainsi leur accès et leur multiplication par les petits cultivateurs. Bien que des sources d’apomixie et les loci génétiques contrôlant ses éléments constitutifs aient été identifiés chez les espèces sauvages, leur transfert par croisement aux espèces cultivées a jusqu’à présent été infructueux. Ici, nous avons introduit chez un riz hybride une apomixie synthétique produisant une haute fréquence de grains clonaux (95–100%), via l’inactivation de trois gènes méiotiques — permettant d’obtenir des gamètes non réduits et non recombinés — et l’apport d’un déclencheur de la parthénogenèse. Le génotype et le phénotype, incluant la qualité de grain, de l’hybride F1 sont reproduits à l’identique dans les descendances apomictiques clonales. Ces résultats rendent compatible l’apomixie synthétique avec une future utilisation en agriculture.
Keywords: Apomixis; Clonal reproduction; F1 hybrid; Plant breeding; Rice.
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