中外科研團(tuán)隊(duì)揭示被子植物繁衍關(guān)鍵機(jī)制

被子植物的受精過程是作物種子形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其繁衍受精講求“獨(dú)一無二”，這也是不同物種間存在生殖隔離的主要原因之一。近日，《自然》雜志在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)與美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校共同完成的科研成果，成功揭示了被子植物阻止多個(gè)花粉管進(jìn)入胚珠的分子機(jī)制。這將對(duì)常見糧食作物、水果蔬菜和花卉等植物的雜交育種和遠(yuǎn)緣雜交育種有重要意義，也將對(duì)豐富種質(zhì)資源、提升育種品質(zhì)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

被子植物是世界現(xiàn)存種類和數(shù)量最多、結(jié)構(gòu)最完善的植物。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的谷類作物、蔬菜、果樹，比如小麥、白菜、蘋果等，都屬被子植物。論文第一作者、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院教授段巧紅介紹，植物在進(jìn)化過程中會(huì)形成物種間生殖隔離機(jī)制，一般情況下，一個(gè)胚珠只允許一個(gè)花粉管進(jìn)入，以防止遺傳紊亂，因此一種植物的花粉即使生長(zhǎng)出了花粉管，也很難準(zhǔn)確進(jìn)入另一種植物的胚珠。而一些野生植物中可能含有抗旱、耐鹽等優(yōu)良性狀基因，可以通過遠(yuǎn)緣雜交打破植物種、屬間的隔離，將這些性狀引入到作物中去，獲得新的作物品種。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ERONIA 突變體打破了這一常規(guī)現(xiàn)象，因而導(dǎo)致多個(gè)花粉管進(jìn)入胚珠，這將對(duì)農(nóng)作物雜交育種技術(shù)的研究與提升具有重要科研價(jià)值。

論文通訊作者、美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校教授Alice Y.Cheung 表示，此項(xiàng)研究進(jìn)一步解析了植物有性生殖機(jī)理，對(duì)于生殖發(fā)育研究、作物產(chǎn)量提高、保護(hù)稀有物種的種質(zhì)資源等具有重要意義。