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日前，國際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授段巧紅領(lǐng)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(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，開辟了遠(yuǎn)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(lán)、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(guān)“菜籃子”安穩(wěn)，意義重大。

遠(yuǎn)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(jìn)化，野生種具備抗病、抗蟲、抗逆等優(yōu)異基因資源。通過遠(yuǎn)緣雜交將其導(dǎo)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(yán)重阻礙這一技術(shù)應(yīng)用。

傳統(tǒng)遠(yuǎn)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(yuǎn)緣物種的優(yōu)質(zhì)基因資源，首先要對其調(diào)控機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)解析。”段巧紅介紹，團(tuán)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(guān)鍵因素。遠(yuǎn)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(yuǎn)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(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)奠定了堅實基礎(chǔ)。”博士生楊琳說，目前該項育種技術(shù)正應(yīng)用于十字花科蔬菜育種。

中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長黃三文說，該研究通過新技術(shù)將遠(yuǎn)緣物種的優(yōu)異基因資源導(dǎo)入栽培種，拓寬種質(zhì)遺傳范圍，將極大地促進(jìn)十字花科遠(yuǎn)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(chǔ)。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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