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山东农业大学段巧红团队揭示植物远缘杂交新机制

作者:     发布日期: 2023-01-29     二维码分享

中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 魏海政 通讯员 王静)1月26日,国际*学术期刊《自然》(Nature)在线发表了山东农业大学段巧红教授领衔的蔬菜生殖机理与育种应用团队的研究成果,该研究揭示了大白菜等十字花科蔬菜通过调控柱头活性氧水平以维持种间生殖隔离的分子机理,并研发了打破远缘杂交生殖隔离的育种技术,成功获得了大白菜的种间、属间远缘杂交胚,开辟了远缘杂交育种的新思路和新途径。

自交不亲和育种及远缘杂交育种是十字花科蔬菜作物非常重要的育种技术,远缘杂交育种是种质创新的重要途径,但生殖隔离是远缘杂交育种的“卡脖子”难题,很大程度上限制了远缘物种中优异基因资源的开发利用。“由于我们过去对其调控机制认知不足,无法在育种技术上取得突破,在很大程度上限制了杂交亲本的选配,导致很多有意义的育种项目被迫停滞。”段巧红说。

段巧红教授团队前期发现,大白菜种内自花花粉激活柱头产生活性氧来抑制自花花粉。团队进而以远缘杂交生殖隔离与自交不亲和都表现为柱头对花粉的抑制、以及远缘杂交单向不亲和,这两个现象为出发点开展了本项研究。

该研究成果深入系统地解析了十字花科蔬菜作物自交不亲和及远缘杂交不亲和调控机理,为实现十字花科蔬菜作物杂交育种、远缘杂交育种及种质资源创新等重要的育种工作,提供了理论支撑。所提供的切实可行的育种新技术,包括打破自交不亲和的育种技术及打破远缘杂交生殖隔离的育种技术,是十字花科蔬菜育种的共性关键核心技术,极大地提高了亲本繁种效率,促进了蔬菜种质资源开发利用,开启了远缘杂交育种的新篇章。

“通过我们研发的清除柱头活性氧以打破十字花科蔬菜远缘杂交障碍的育种技术,成功获得了大白菜的种间、属间杂交胚,为后续创制突破性新种质奠定了坚实基础。”该团队博士生杨琳告诉记者,目前该项育种技术正应用于十字花科蔬菜育种。

中国工程院院士、湖南农业大学校长邹学校教授评价说,该研究系统解析了远缘杂交生殖隔离的形成机理,开发了打破生殖隔离的远缘育种技术,兼具理论创新性与育种应用价值,是植物生殖生物学与杂交育种领域的标志性成果,相关理论和技术将对蔬菜育种工作产生深远影响。

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