植物育种发现可为新作物品种铺平道路

研究揭示了开花植物如何识别和拒绝不相容的花粉,从而增强十字花科作物更好的育种策略。

来源:Scientific Inquirer

植物生物学中最大的谜团之一是,考虑到数十种植物同时释放的花粉云,单个植物如何能够识别哪些特定物种的花粉粒会诱导生育力以及拒绝哪些花粉粒。来自马萨诸塞大学阿默斯特分校和中国山东农业大学的国际团队最近在《科学》杂志上发表了一项研究,我们现在距离解开这个谜团又近了一步。

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许多开花植物已经进化出了所谓的“自交不亲和性”,即无法与自身和近亲交配。通过这种方式,植物可以避免近亲繁殖的陷阱。但是,来自关系较远但属于同一科的物种的花粉又如何呢?

麻省大学阿默斯特分校的 Alice Cheung,麻省大学阿默斯特分校生物化学和分子生物学杰出教授,也是该论文的资深作者之一,也是使用十字花科植物(包括卷心菜、西兰花、羽衣甘蓝、芜菁、油料作物油菜和其他常见蔬菜)的团队的关键成员,研究人们知之甚少的“种间不相容”(ISI)机制,是阻止西兰花花粉使羽衣甘蓝受精并产生杂交品种——羽衣甘蓝-occoli 的原因。问题在于,远亲之间的育种产生具有改良或更广泛性状的新物种有利于农作物,从而有利于粮食安全。

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不幸的是,“与我们对自交不亲和系统及其机制的了解相比,ISI 的分子运作在很大程度上仍然是一个黑匣子”,Cheung 说。

Cheung 和她的同事在当前研究中在理解 ISI 如何发挥作用方面取得了巨大进步,甚至引入了十字花科内远亲物种杂交的策略。

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