远缘杂交成功 大白菜实现“择偶自由”
近日,山东农业大学段巧红教授团队在国际学术期刊《自然》上发表研究成果,该团队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。
中国工程院院士邹学校教授评价认为,上述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。
“传统远缘杂交育种主要通过广泛测交来选择杂交亲本,但这种方式费工、费力且杂交效率极低,甚至为零。”上述论文通讯作者段巧红教授介绍,“由于生殖隔离阻止远缘受精,很多时候无法获得远缘杂交胚,要解决自交不亲和育种及远缘杂交育种领域的‘卡脖子’难题,关键前提是对其调控机制的系统解析。”
以大白菜为代表的十字花科植物大多具有自交不亲和性,是典型的异花授粉作物。
雌蕊的柱头是阻止花粉进入的第一道屏障。一方面,为了利用杂种优势,柱头如何通过自交不亲和抑制同种自花花粉而促进异花花粉的生长?另一方面,为了保持物种遗传稳定性,而且由于“远缘杂交单向不亲和”这种很常见但令人不解的现象,自交不亲和植物的柱头如何抑制远缘花粉生长?自交亲和植物的柱头虽然允许远缘花粉生长,是否通过某种“同种花粉优先”的机制而避免与其他物种混杂?段巧红表示:“这些都是长期悬而未决的难题。”