原標題：幫大白菜實現“婚姻”自由 山農大教授這項成果登上《自然》雜志

來源：大眾網

原標題：幫大白菜實現“婚姻”自由 山農大教授這項成果登上《自然》雜志

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大眾網·海報新聞記者 孫杰 濟南報道

北京時間1月26日，國際著名學術期刊《自然》（Nature）在線發表了山東農業大學段巧紅教授領銜的蔬菜生殖機理與育種應用團隊的研究成果。該研究打破了大白菜等十字花科蔬菜遠緣雜交生殖隔離的育種技術，解決了大白菜實現“婚姻”自由的難題。

段巧紅團隊探討遠緣雜交育種的意義和難點

作為我國北方冬貯數量最大的蔬菜，大白菜約占全國蔬菜總播種面積的14.4%。不過，由于不同生殖隔離，一直以來，自交不親和育種以及遠緣雜交育種這項十字花科蔬菜非常重要的育種技術，卻難以幫助大白菜和十字花科其他蔬菜實現“婚姻”自由。

“就拿和大白菜同屬十字花科的薺菜來說，經過自然界優勝劣汰，在野外生長的薺菜具備抗病、抗蟲等優異基因資源，但過去由于生殖隔離的原因，我們無法通過遠緣雜交將其導入大白菜栽培種的基因組。”段巧紅告訴大眾網·海報新聞記者，想要充分利用遠緣物種的優質基因資源，首先要對其調控機制進行系統解析。

段巧紅說，該團隊前期發現，大白菜種內自花花粉激活柱頭產生活性氧來抑制自花花粉。團隊進而以遠緣雜交生殖隔離與自交不親和都表現為柱頭對花粉的抑制、以及遠緣雜交單向不親和，這兩個現象為出發點開展了本項研究。

大白菜自交不親和反應是柱頭通過SRK受體識別進而抑制自花花粉的。段巧紅說，團隊發現，甘藍、歐洲山芥等遠緣花粉也能通過柱頭SRK受體，激活下游FERONIA受體激酶信號通路，升高柱頭活性氧而抑制遠緣花粉。自交親和植物的柱頭缺乏有功能的SRK受體，遠緣花粉可以穿過柱頭，但表現出“同種花粉優先”的現象，這主要是由于種內花粉比遠緣花粉更快更有效地降低柱頭活性氧對花粉的抑制作用，在與其他物種花粉的競爭中“勝出”，從而維持了生殖隔離。

“令人振奮的是，通過我們研發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，為后續創制突破性新種質奠定了堅實基礎。”論文共同第一作者、山東農業大學博士生楊琳欣喜地表示，目前該項育種技術正應用于十字花科蔬菜育種。

對此，中國工程院院士、湖南農業大學校長鄒學校這樣評價段巧紅團隊的這項研究成果：該研究系統解析了遠緣雜交生殖隔離的形成機理，開發了打破生殖隔離的遠緣育種技術，兼具理論創新性與育種應用價值，是植物生殖生物學與雜交育種領域的標志性成果，相關理論和技術將對蔬菜育種工作產生深遠影響。

同樣，中國熱帶農業科學院院長黃三文研究員也認為，段巧紅教授開展的遠緣雜交生殖隔離的形成機理及打破生殖隔離的育種技術研究對于種業創新具有重要意義。該研究突破了目前大白菜主要利用種內雜交育種的傳統思路，通過新技術將遠緣物種的優異基因資源導入栽培種，拓寬種質遺傳范圍，將極大地促進十字花科遠緣物種中優異基因資源的開發利用，為突破性種質的創制和新品種培育奠定堅實的基礎。同時，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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