山東農業大學段巧紅團隊揭示植物遠緣雜交新機制

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 魏海政 通訊員 王靜）1月26日，國際著名學術期刊《自然》（Nature）在線發表了山東農業大學段巧紅教授領銜的蔬菜生殖機理與育種應用團隊的研究成果，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，并研發了打破遠緣雜交生殖隔離的育種技術，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，遠緣雜交育種是種質創新的重要途徑，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異基因資源的開發利用?！坝捎谖覀冞^去對其調控機制認知不足，無法在育種技術上取得突破，在很大程度上限制了雜交親本的選配，導致很多有意義的育種項目被迫停滯。”段巧紅說。

段巧紅教授團隊前期發現，大白菜種內自花花粉激活柱頭產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為柱頭對花粉的抑制、以及遠緣雜交單向不親和，這兩個現象為出發點開展了本項研究。

該研究成果深入系統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控機理，為實現十字花科蔬菜作物雜交育種、遠緣雜交育種及種質資源創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，包括打破自交不親和的育種技術及打破遠緣雜交生殖隔離的育種技術，是十字花科蔬菜育種的共性關鍵核心技術，極大地提高了親本繁種效率，促進了蔬菜種質資源開發利用，開啟了遠緣雜交育種的新篇章。

“通過我們研發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，成功獲得了大白菜的種間、屬間雜交胚，為后續創制突破性新種質奠定了堅實基礎。”該團隊博士生楊琳告訴記者，目前該項育種技術正應用于十字花科蔬菜育種。

中國工程院院士、湖南農業大學校長鄒學校教授評價說，該研究系統解析了遠緣雜交生殖隔離的形成機理，開發了打破生殖隔離的遠緣育種技術，兼具理論創新性與育種應用價值，是植物生殖生物學與雜交育種領域的標志性成果，相關理論和技術將對蔬菜育種工作產生深遠影響。