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1月26日，國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)段巧紅教授領(lǐng)銜的蔬菜生殖機(jī)理與育種應(yīng)用團(tuán)隊的研究成果，這項成果為十字花科作物通過遠(yuǎn)緣雜交實現(xiàn)種質(zhì)創(chuàng)新提供了理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。

大白菜是我國北方冬貯數(shù)量最大的蔬菜，全年播種面積約2700萬畝，約占全國蔬菜總播種面積的14.4%。自交不親和育種以及遠(yuǎn)緣雜交育種是大白菜等十字花科蔬菜非常重要的育種技術(shù)。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院教授段巧紅說：“雜交的時候有兩種情況：一種是種內(nèi)雜交，就是大白菜和大白菜之間的雜交。另外一種就是種間雜交，也叫遠(yuǎn)緣雜交，就是大白菜和甘藍(lán)或者大白菜和更遠(yuǎn)的屬間物種之間的雜交?！?/p>

遠(yuǎn)緣雜交育種是種質(zhì)創(chuàng)新的重要途徑，但生殖隔離是遠(yuǎn)緣雜交育種的“卡脖子”難題，很大程度上限制了遠(yuǎn)緣物種中優(yōu)異基因資源的開發(fā)利用。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院教授段巧紅說：“主要的“卡脖子”難題在哪里呢？遠(yuǎn)緣花粉不能進(jìn)入大白菜的柱頭不能完成受精過程，一旦完成受精過程我們就可以通過胚胎拯救形成F1代的遠(yuǎn)緣雜交植株?！?/p>

育種“卡脖子”難題懸而未決，突破理論認(rèn)知局限是關(guān)鍵。團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，大白菜種內(nèi)自花花粉激活柱頭產(chǎn)生活性氧來抑制自花花粉，進(jìn)而以遠(yuǎn)緣雜交生殖隔離與自交不親和都表現(xiàn)為柱頭對花粉的抑制、以及遠(yuǎn)緣雜交單向不親和，團(tuán)隊以這兩個現(xiàn)象為出發(fā)點開展了本項研究。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院博士楊琳說：“通過活性氧的清除劑，我們克服了它的自交不親和以及遠(yuǎn)緣不親和的一個雜交障礙，從而成功得到了一個雜交的胚，為十字花科育種提供了一個新的途徑?！?/p>

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。充分發(fā)掘利用優(yōu)異種質(zhì)與基因資源是種業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵。該研究系統(tǒng)解析了遠(yuǎn)緣雜交生殖隔離的形成機(jī)理，兼具理論創(chuàng)新性與育種應(yīng)用價值，相關(guān)理論和技術(shù)將對蔬菜育種工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。