山東農(nóng)業(yè)大學(xué)段巧紅團(tuán)隊(duì)揭示植物遠(yuǎn)緣雜交新機(jī)制

中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊（記者 魏海政 通訊員 王靜）1月26日，國(guó)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(jī)理與育種應(yīng)用團(tuán)隊(duì)的研究成果，該研究揭示了大白菜等十字花科蔬菜通過(guò)調(diào)控柱頭活性氧水平以維持種間生殖隔離的分子機(jī)理，并研發(fā)了打破遠(yuǎn)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(yuǎn)緣雜交胚，開(kāi)辟了遠(yuǎn)緣雜交育種的新思路和新途徑。

自交不親和育種及遠(yuǎn)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(yuǎn)緣雜交育種是種質(zhì)創(chuàng)新的重要途徑，但生殖隔離是遠(yuǎn)緣雜交育種的“卡脖子”難題，很大程度上限制了遠(yuǎn)緣物種中優(yōu)異基因資源的開(kāi)發(fā)利用?！坝捎谖覀冞^(guò)去對(duì)其調(diào)控機(jī)制認(rèn)知不足，無(wú)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(xiàng)目被迫停滯。”段巧紅說(shuō)。

段巧紅教授團(tuán)隊(duì)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(lái)抑制自花花粉。團(tuán)隊(duì)進(jìn)而以遠(yuǎn)緣雜交生殖隔離與自交不親和都表現(xiàn)為柱頭對(duì)花粉的抑制、以及遠(yuǎn)緣雜交單向不親和，這兩個(gè)現(xiàn)象為出發(fā)點(diǎn)開(kāi)展了本項(xiàng)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(yuǎn)緣雜交不親和調(diào)控機(jī)理，為實(shí)現(xiàn)十字花科蔬菜作物雜交育種、遠(yuǎn)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(shí)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(yuǎn)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(jìn)了蔬菜種質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用，開(kāi)啟了遠(yuǎn)緣雜交育種的新篇章。

“通過(guò)我們研發(fā)的清除柱頭活性氧以打破十字花科蔬菜遠(yuǎn)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”該團(tuán)隊(duì)博士生楊琳告訴記者，目前該項(xiàng)育種技術(shù)正應(yīng)用于十字花科蔬菜育種。

中國(guó)工程院院士、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)鄒學(xué)校教授評(píng)價(jià)說(shuō)，該研究系統(tǒng)解析了遠(yuǎn)緣雜交生殖隔離的形成機(jī)理，開(kāi)發(fā)了打破生殖隔離的遠(yuǎn)緣育種技術(shù)，兼具理論創(chuàng)新性與育種應(yīng)用價(jià)值，是植物生殖生物學(xué)與雜交育種領(lǐng)域的標(biāo)志性成果，相關(guān)理論和技術(shù)將對(duì)蔬菜育種工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。