山東農(nóng)業(yè)大學(xué)段巧紅團隊揭示植物遠緣雜交新機制

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 魏海政 通訊員 王靜）1月26日，國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)段巧紅教授領(lǐng)銜的蔬菜生殖機理與育種應(yīng)用團隊的研究成果，該研究揭示了大白菜等十字花科蔬菜通過調(diào)控柱頭活性氧水平以維持種間生殖隔離的分子機理，并研發(fā)了打破遠緣雜交生殖隔離的育種技術(shù)，成功獲得了大白菜的種間、屬間遠緣雜交胚，開辟了遠緣雜交育種的新思路和新途徑。

自交不親和育種及遠緣雜交育種是十字花科蔬菜作物非常重要的育種技術(shù)，遠緣雜交育種是種質(zhì)創(chuàng)新的重要途徑，但生殖隔離是遠緣雜交育種的“卡脖子”難題，很大程度上限制了遠緣物種中優(yōu)異基因資源的開發(fā)利用?！坝捎谖覀冞^去對其調(diào)控機制認知不足，無法在育種技術(shù)上取得突破，在很大程度上限制了雜交親本的選配，導(dǎo)致很多有意義的育種項目被迫停滯?！倍吻杉t說。

段巧紅教授團隊前期發(fā)現(xiàn)，大白菜種內(nèi)自花花粉激活柱頭產(chǎn)生活性氧來抑制自花花粉。團隊進而以遠緣雜交生殖隔離與自交不親和都表現(xiàn)為柱頭對花粉的抑制、以及遠緣雜交單向不親和，這兩個現(xiàn)象為出發(fā)點開展了本項研究。

該研究成果深入系統(tǒng)地解析了十字花科蔬菜作物自交不親和及遠緣雜交不親和調(diào)控機理，為實現(xiàn)十字花科蔬菜作物雜交育種、遠緣雜交育種及種質(zhì)資源創(chuàng)新等重要的育種工作，提供了理論支撐。所提供的切實可行的育種新技術(shù)，包括打破自交不親和的育種技術(shù)及打破遠緣雜交生殖隔離的育種技術(shù)，是十字花科蔬菜育種的共性關(guān)鍵核心技術(shù)，極大地提高了親本繁種效率，促進了蔬菜種質(zhì)資源開發(fā)利用，開啟了遠緣雜交育種的新篇章。

“通過我們研發(fā)的清除柱頭活性氧以打破十字花科蔬菜遠緣雜交障礙的育種技術(shù)，成功獲得了大白菜的種間、屬間雜交胚，為后續(xù)創(chuàng)制突破性新種質(zhì)奠定了堅實基礎(chǔ)?！痹搱F隊博士生楊琳告訴記者，目前該項育種技術(shù)正應(yīng)用于十字花科蔬菜育種。

中國工程院院士、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校長鄒學(xué)校教授評價說，該研究系統(tǒng)解析了遠緣雜交生殖隔離的形成機理，開發(fā)了打破生殖隔離的遠緣育種技術(shù)，兼具理論創(chuàng)新性與育種應(yīng)用價值，是植物生殖生物學(xué)與雜交育種領(lǐng)域的標志性成果，相關(guān)理論和技術(shù)將對蔬菜育種工作產(chǎn)生深遠影響。