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大白菜實現(xiàn)“擇偶”自由

來源:大眾日報   發(fā)布時間:2023-01-26 21:31:34

 段巧紅(右二)與團隊成員在蔬菜大棚探討大白菜遠緣雜交育種中的難題。

  □記者 劉一穎 王桂利

  通訊員 王 靜 報道

  本報濟南1月26日訊 北京時間26日凌晨0點01分,國際學術(shù)期刊《自然》(Nature)在線發(fā)表了一項來自山東科研團隊的研究成果——阻礙十字花科蔬菜遠緣雜交的生殖隔離,被山東農(nóng)業(yè)大學段巧紅教授團隊打破。他們成功獲得大白菜的種間、屬間遠緣雜交胚,讓大白菜獲得了“擇偶”自由。

  十字花科蔬菜是我國栽培最廣泛、食用量最多的蔬菜,種植面積約占蔬菜總面積的25%。餐桌上常見的大白菜、甘藍、芥菜、蘿卜等蔬菜,均屬十字花科。培育更加優(yōu)質(zhì)的十字花科蔬菜品種,事關(guān)“菜籃子”安穩(wěn),意義重大。

  遠緣雜交育種是種質(zhì)創(chuàng)新的重要途徑,能有效拓寬種質(zhì)資源遺傳范圍。由于長期在野外生存進化,野生種具備抗病、抗蟲、抗逆等優(yōu)異基因資源。通過遠緣雜交將其導入蔬菜栽培種的基因組,能有效提高蔬菜對病蟲害的抗性。但生殖隔離嚴重阻礙這一技術(shù)應(yīng)用。

  傳統(tǒng)遠緣雜交育種主要通過廣泛測交選擇雜交親本,費工、費力且雜交效率極低,甚至為零。“想要充分利用遠緣物種的優(yōu)質(zhì)基因資源,首先要對其調(diào)控機制進行系統(tǒng)解析。”段巧紅介紹,團隊研究發(fā)現(xiàn),雌蕊柱頭上高水平活性氧是生殖隔離的關(guān)鍵因素。遠緣花粉刺激柱頭升高活性氧,或者阻止活性氧的下降,抑制遠緣花粉的生長,從而阻止了物種間的基因流動。

  中國工程院院士、湖南農(nóng)業(yè)大學校長鄒學校對此評價,該研究系統(tǒng)解析了十字花科植物遠緣雜交生殖隔離的形成機理,兼具理論創(chuàng)新性與育種應(yīng)用價值,是植物生殖生物學與雜交育種領(lǐng)域的標志性成果。

  “令人振奮的是,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、屬間遠緣雜交胚。”團隊成員、博士生楊琳介紹,目前該項技術(shù)正應(yīng)用于十字花科蔬菜育種。

  “該研究是系統(tǒng)認知十字花科植物受精機制的重要進展,為突破性種質(zhì)的創(chuàng)制和新品種培育奠定堅實的基礎(chǔ)。這也為其他作物的野生資源利用提供了新思路。”中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院院長黃三文如是評價。

責任編輯:周曉晴

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