山东
记者 巩悦悦 通讯员 王静
北京时间26日凌晨0点01分，国际学术期刊《自然》（Nature）在线发表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。该成果打破了十字花科植物的远缘杂交育种障碍，成功获得大白菜的种间、属间远缘杂交胚，让大白菜获得了“择偶”自由。
山东农业大学园艺科学与工程学院教授段巧红介绍，大白菜是我国北方冬储数量最大的蔬菜，自交不亲和育种和远缘杂交不亲和育种是大白菜育种的重要育种技术。杂交的时候有两种情况，一种是种内杂交，也就是大白菜和大白菜之间的杂交；另一种是种间杂交（又称远缘杂交），比如大白菜和甘蓝，或者是大白菜和更远的属间物种之间的杂交。
“远缘杂交的优势在于，可以把大白菜里没有的性状从其他物种中引入进来，丰富了它的基因资源和种质资源。”段巧红透露，“主要的卡脖子难题在于远缘花粉不能进入大白菜的柱头、不能完成受精过程，但一旦完成受精过程，我们就可以通过胚胎拯救形成F1代的远缘杂交植株。”
简而言之，远缘杂交是拓宽种质遗传范围的有效途径，可以充分利用远缘物种中的优异基因资源，创制突破性种质，培育新品种。但远缘杂交育种一直受到生殖隔离这个“卡脖子”难题的制约。
山东农业大学段巧红教授团队正探讨远缘杂交育种的意义和难点。
如何打破远缘杂交育种障碍，获得属间杂交胚？
记者了解到，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长期聚焦十字花科植物自交不亲和及远缘杂交生殖隔离，从远缘杂交单向不亲和这个常见而令人不解的现象出发，系统解析了远缘杂交生殖隔离的形成机理，发现自交不亲和大白菜在柱头授远缘花粉后，通过识别自花花粉的SRK受体，激活下游FERONIA受体激酶调控的活性氧产生，抑制远缘花粉的生长。而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，从而在自交不亲和植物和自交亲和植物中都维持了物种的生殖隔离。
据了解，餐桌上常见的大白菜、甘蓝、芥菜、萝卜等蔬菜，均属十字花科。其中，大白菜是我国北方冬贮数量最大的蔬菜，全年播种面积约2700万亩，约占全国蔬菜总播种面积的14.4%。而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，回答了远缘杂交过程中很多长期悬而未决的问题，同时也为十字花科作物通过远缘杂交进行种质创新提供了理论支撑和技术指导。
“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。”山东农业大学博士生杨琳欣喜地告诉记者，“目前该项育种技术正应用于十字花科蔬菜育种。”
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