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日前，國際學術期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學教授段巧紅領銜的研究成果。該研究揭示了大白菜等十字花科蔬菜通過調(diào)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(fā)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，讓大白菜獲得了“擇偶”自由。

十字花科蔬菜是我國栽培最廣泛、食用量最多的蔬菜，種植面積約占蔬菜總面積的25%。餐桌上常見的大白菜、甘藍、芥菜、蘿卜等蔬菜，均屬十字花科。培育更加優(yōu)質(zhì)的十字花科蔬菜品種，事關“菜籃子”安穩(wěn)，意義重大。

遠緣雜交育種是種質(zhì)創(chuàng)新的重要途徑，能有效拓寬種質(zhì)資源遺傳范圍。由于長期在野外生存進化，野生種具備抗病、抗蟲、抗逆等優(yōu)異基因資源。通過遠緣雜交將其導入蔬菜栽培種的基因組，能有效提高蔬菜對病蟲害的抗性。但生殖隔離嚴重阻礙這一技術應用。

傳統(tǒng)遠緣雜交育種主要通過廣泛測交選擇雜交親本，費工、費力且雜交效率極低，甚至為零。“想要充分利用遠緣物種的優(yōu)質(zhì)基因資源，首先要對其調(diào)控機制進行系統(tǒng)解析。”段巧紅介紹，團隊研究發(fā)現(xiàn)，雌蕊柱頭上高水平活性氧是生殖隔離的關鍵因素。遠緣花粉刺激柱頭升高活性氧，或者阻止活性氧的下降，抑制遠緣花粉的生長，從而阻止了物種間的基因流動。

“通過我們研發(fā)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(xù)創(chuàng)制突破性新種質(zhì)奠定了堅實基礎。”博士生楊琳說，目前該項育種技術正應用于十字花科蔬菜育種。

中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院院長黃三文說，該研究通過新技術將遠緣物種的優(yōu)異基因資源導入栽培種，拓寬種質(zhì)遺傳范圍，將極大地促進十字花科遠緣物種中優(yōu)異基因資源的開發(fā)利用，為突破性種質(zhì)的創(chuàng)制和新品種培育奠定堅實的基礎。該項研究對于其他作物的野生資源利用也提供了新思路。

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