大众网·海报新闻记者 孙杰 济南报道
北京时间1月26日，国际著名学术期刊《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。该研究打破了大白菜等十字花科蔬菜远缘杂交生殖隔离的育种技术，解决了大白菜实现“婚姻”自由的难题。
段巧红团队探讨远缘杂交育种的意义和难点
作为我国北方冬贮数量最大的蔬菜，大白菜约占全国蔬菜总播种面积的14.4%。不过，由于不同生殖隔离，一直以来，自交不亲和育种以及远缘杂交育种这项十字花科蔬菜非常重要的育种技术，却难以帮助大白菜和十字花科其他蔬菜实现“婚姻”自由。
“就拿和大白菜同属十字花科的荠菜来说，经过自然界优胜劣汰，在野外生长的荠菜具备抗病、抗虫等优异基因资源，但过去由于生殖隔离的原因，我们无法通过远缘杂交将其导入大白菜栽培种的基因组。”段巧红告诉大众网·海报新闻记者，想要充分利用远缘物种的优质基因资源，首先要对其调控机制进行系统解析。
段巧红说，该团队前期发现，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。
大白菜自交不亲和反应是柱头通过SRK受体识别进而抑制自花花粉的。段巧红说，团队发现，甘蓝、欧洲山芥等远缘花粉也能通过柱头SRK受体，激活下游FERONIA受体激酶信号通路，升高柱头活性氧而抑制远缘花粉。自交亲和植物的柱头缺乏有功能的SRK受体，远缘花粉可以穿过柱头，但表现出“同种花粉优先”的现象，这主要是由于种内花粉比远缘花粉更快更有效地降低柱头活性氧对花粉的抑制作用，在与其他物种花粉的竞争中“胜出”，从而维持了生殖隔离。
“令人振奋的是，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。”论文共同第一作者、山东农业大学博士生杨琳欣喜地表示，目前该项育种技术正应用于十字花科蔬菜育种。
对此，中国工程院院士、湖南农业大学校长邹学校这样评价段巧红团队的这项研究成果：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。
同样，中国热带农业科学院院长黄三文研究员也认为，段巧红教授开展的远缘杂交生殖隔离的形成机理及打破生殖隔离的育种技术研究对于种业创新具有重要意义。该研究突破了目前大白菜主要利用种内杂交育种的传统思路，通过新技术将远缘物种的优异基因资源导入栽培种，拓宽种质遗传范围，将极大地促进十字花科远缘物种中优异基因资源的开发利用，为突破性种质的创制和新品种培育奠定坚实的基础。同时，该项研究对于其他作物的野生资源利用也提供了新思路。
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