齊魯網(wǎng)·閃新聞1月26日訊?遠(yuǎn)緣交育種是種創(chuàng)新的重要徑，但生殖離是遠(yuǎn)緣雜育種的“卡子”難題，大程度上限了遠(yuǎn)緣物種優(yōu)異基因資的開發(fā)利用北京時間2023年1月26日，國際著名學(xué)術(shù)期刊自然》（Nature）在線發(fā)表了山農(nóng)業(yè)大學(xué)段紅教授領(lǐng)銜蔬菜生殖機(jī)與育種應(yīng)用隊(duì)的研究成。????頻來自山東業(yè)大學(xué)Nature 期刊發(fā)表的文章頁團(tuán)隊(duì)探討緣雜交育種意義和難點(diǎn)研究揭示了白菜等十字科蔬菜通過控柱頭活性水平以維持間生殖隔離分子機(jī)理，研發(fā)了打破緣雜交生殖離的育種技，成功獲得大白菜的種、屬間遠(yuǎn)緣交胚，開辟遠(yuǎn)緣雜交育的新思路和途徑。遠(yuǎn)緣交生殖隔離表型育種“脖子”難題而未決，突理論認(rèn)知局是關(guān)鍵大白是我國北方貯數(shù)量最大蔬菜，全年種面積約2700萬畝，約占全國蔬菜播種面積的14.4%。自交不親和育以及遠(yuǎn)緣雜育種是大白等十字花科菜非常重要育種技術(shù)。統(tǒng)遠(yuǎn)緣雜交種主要通過泛測交來選雜交親本，這種方式費(fèi)、費(fèi)力并且交效率極低至為零。由生殖隔離阻遠(yuǎn)緣受精，多時候無法得遠(yuǎn)緣雜交，后續(xù)再多胚胎挽救工也無濟(jì)于事因而要解決交不親和育及遠(yuǎn)緣雜交種領(lǐng)域的“脖子”難題充分利用遠(yuǎn)物種的優(yōu)質(zhì)因資源，前是對其調(diào)控制的系統(tǒng)解。大白菜等字花科植物多具有自交親和性，是型的異花授作物，育種通常用蜜蜂粉生產(chǎn)F1代雜交種，而自然界中蜜可能攜帶同自花花粉、種異花花粉遠(yuǎn)緣花粉等蜜蜂傳粉論通訊作者段紅教授介紹十字花科植“擇偶”的雜情況：雌的柱頭是阻花粉進(jìn)入的一道屏障，方面，柱頭制自花花粉促進(jìn)異花花生長以利用種優(yōu)勢；另方面，柱頭制遠(yuǎn)緣花粉保持物種遺穩(wěn)定性。“緣雜交單向親和”這種見現(xiàn)象也令不解，為什自交不親和物的雌蕊抑自交親和植的花粉，而過來卻是親的？柱頭如通過自交不和抑制同種花花粉？自不親和植物柱頭如何抑遠(yuǎn)緣花粉？交親和植物柱頭允許遠(yuǎn)花粉生長，如何避免與他物種混雜柱頭上是否在某種“同花粉優(yōu)先”機(jī)制？這些域仍存在長懸而未決的題。打破遠(yuǎn)雜交育種障，獲得屬間交胚 如何突破上述困境該團(tuán)隊(duì)前期現(xiàn)，大白菜內(nèi)自花花粉活柱頭產(chǎn)生性氧來抑制花花粉。團(tuán)進(jìn)而以遠(yuǎn)緣交生殖隔離自交不親和表現(xiàn)為柱頭花粉的抑制以及遠(yuǎn)緣雜單向不親和這兩個現(xiàn)象出發(fā)點(diǎn)開展本項(xiàng)研究。白菜自交不和反應(yīng)是柱通過SRK受體識別進(jìn)而制自花花粉。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)、歐洲芥等遠(yuǎn)緣花也能通過柱SRK受體，激活下游FERONIA受體激酶信號路，升高柱活性氧而抑遠(yuǎn)緣花粉。交親和植物柱頭缺乏有能的SRK受體，遠(yuǎn)緣花可以穿過柱，但表現(xiàn)出同種花粉優(yōu)”的現(xiàn)象，主要是由于內(nèi)花粉比遠(yuǎn)花粉更快更效地降低柱活性氧對花的抑制作用在與其他物花粉的競爭“勝出”，而維持了生隔離?！蹲?》雜志審稿認(rèn)為，該論闡述了該領(lǐng)內(nèi)原創(chuàng)性的究成果，是統(tǒng)認(rèn)知十字科植物受精制的重要進(jìn)，會促進(jìn)相領(lǐng)域的大量論和進(jìn)一步究。模式圖通過遠(yuǎn)緣育技術(shù)獲得的間雜交胚“人振奮的是通過我們研的清除柱頭性氧以打破字花科蔬菜緣雜交障礙育種技術(shù)，功獲得了大菜的種間、間雜交胚，后續(xù)創(chuàng)制突性新種質(zhì)奠了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)”博士生楊欣喜地告訴者，目前該育種技術(shù)正用于十字花蔬菜育種。分利用遠(yuǎn)緣種優(yōu)異種質(zhì)源，開啟遠(yuǎn)雜交育種新章種業(yè)正邁現(xiàn)代化育種新階段，充發(fā)掘利用優(yōu)種質(zhì)與基因源是種業(yè)創(chuàng)的關(guān)鍵。雖很多作物及近緣野生種基因組圖譜陸續(xù)公布，作物與其近野生種的基流動受到生隔離的限制如何有效利遠(yuǎn)緣物種中優(yōu)異基因資還是一個難。自交不親育種及遠(yuǎn)緣交育種是十花科蔬菜作非常重要的種技術(shù)?！?于我們過去其調(diào)控機(jī)制知不足，無在育種技術(shù)取得突破，很大程度上制了雜交親的選配，導(dǎo)很多有意義育種項(xiàng)目被停滯?！倍?紅解釋到。研究成果深系統(tǒng)地解析十字花科蔬作物自交不和及遠(yuǎn)緣雜不親和調(diào)控理，為實(shí)現(xiàn)字花科蔬菜物雜交育種遠(yuǎn)緣雜交育、及種質(zhì)資創(chuàng)新等重要育種工作，供了理論支。所提供的實(shí)可行的育新技術(shù)，包打破自交不和的育種技及打破遠(yuǎn)緣交生殖隔離育種技術(shù)，十字花科蔬育種的共性鍵核心技術(shù)極大地提高親本繁種效，促進(jìn)了蔬種質(zhì)資源開利用，開啟遠(yuǎn)緣雜交育的新篇章。家點(diǎn)評中國程院院士、南農(nóng)業(yè)大學(xué)長鄒學(xué)校教評價說，該究系統(tǒng)解析遠(yuǎn)緣雜交生隔離的形成理，開發(fā)了破生殖隔離遠(yuǎn)緣育種技，兼具理論新性與育種用價值，是物生殖生物與雜交育種域的標(biāo)志性果，相關(guān)理和技術(shù)將對菜育種工作生深遠(yuǎn)影響中國熱帶農(nóng)科學(xué)院院長三文研究員價說，段巧教授開展的緣雜交生殖離的形成機(jī)及打破生殖離的育種技研究對于種創(chuàng)新具有重意義。該研突破了目前白菜主要利種內(nèi)雜交育的傳統(tǒng)思路通過新技術(shù)遠(yuǎn)緣物種的異基因資源入栽培種，寬種質(zhì)遺傳圍，將極大促進(jìn)十字花遠(yuǎn)緣物種中異基因資源開發(fā)利用，突破性種質(zhì)創(chuàng)制和新品培育奠定堅(jiān)的基礎(chǔ)。該研究對于其作物的野生源利用也提了新思路。東農(nóng)業(yè)大學(xué)論文第一完單位，段巧教授和美國薩諸塞大學(xué)Alice Y. Cheung教授為共同通訊作。黃家保副授、博士生琳為共同第作者。山東業(yè)大學(xué)張憲教授、王年授，河南省業(yè)科學(xué)院張偉研究員、玉香研究員魏小春助理究員，華中業(yè)大學(xué)馬朝教授、王鵬教授、戴成教授，青島業(yè)大學(xué)程斐教授等參與項(xiàng)研究。該究得到了國自然科學(xué)基、山東農(nóng)業(yè)學(xué)高層次人啟動經(jīng)費(fèi)、東省自然科基金重點(diǎn)項(xiàng)和重大基礎(chǔ)目的資助。巧紅教授簡段巧紅教授北京大學(xué)博，美國馬薩塞大學(xué)博士，長期從事字花科植物精機(jī)理研究2017年起任山東農(nóng)業(yè)學(xué)教授以來聚焦大白菜交不親和及緣雜交生殖離的調(diào)控機(jī)，成果發(fā)表Nature、Current Biology等期刊，相關(guān)育新技術(shù)授權(quán)2項(xiàng)國家發(fā)明利，為蔬菜破性種質(zhì)的制和新品種育奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。閃電聞記者 葛一凡 ?通訊員 王靜 盧麗靜 郭海涵 報道 閃電教育 閃電新聞專欄 編輯： 葛一凡 劉磊娜 梁延菊 閱讀量：3604