中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院系統(tǒng)總結(jié)蔬菜雜種優(yōu)勢的分子基礎(chǔ)及育種策略

雜交種在產(chǎn)量、早熟性、生長勢和抗逆性等方面往往顯著優(yōu)于自交種，但目前蔬菜雜種優(yōu)勢的遺傳機(jī)制研究仍較薄弱，雜種優(yōu)勢的預(yù)測和固定技術(shù)尚不成熟；因此，梳理雜種優(yōu)勢的預(yù)測、固定和大規(guī)模制種技術(shù)，進(jìn)而結(jié)合分子標(biāo)記技術(shù)和多組學(xué)技術(shù)，系統(tǒng)提出蔬菜雜種優(yōu)勢利用的育種策略，成為亟待解決的問題。

6月1日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所葫蘆科蔬菜遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在《Horticulture Research》在線發(fā)表題為“Molecular basis of heterosis and related breeding strategies reveals importance in vegetable breeding”的綜述性文章。該論文總結(jié)雜種優(yōu)勢形成的6種基因調(diào)控假說，分析這些假說的合理性及不足之處，發(fā)現(xiàn)多倍體雜種優(yōu)勢的形成具有更加廣泛的遺傳基礎(chǔ)和更為豐富的應(yīng)用前景。通過系統(tǒng)回顧雜種優(yōu)勢相關(guān)的表觀組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究進(jìn)展，補(bǔ)充和完善了表觀遺傳調(diào)控的雜種優(yōu)勢理論模型，即當(dāng)雙親的表觀基因組發(fā)生重組時(shí)，引起雜種F1獲得不同于親本的表觀遺傳修飾，而表觀遺傳修飾會影響雜種F1的基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)，二者共同作用使得雜種F1獲得雜種優(yōu)勢。通過梳理雜種優(yōu)勢相關(guān)性狀的調(diào)控基因和QTL，發(fā)現(xiàn)雜種優(yōu)勢的形成具有明顯的群體特異性，可見根據(jù)不同遺傳背景選擇合適的遺傳群體尤其重要。此外，該研究以黃瓜、甘藍(lán)和番茄為例，具體討論了早熟性、果實(shí)大小、果實(shí)數(shù)目和株型等產(chǎn)量相關(guān)性狀在雜種優(yōu)勢形成過程中的貢獻(xiàn)，為蔬菜產(chǎn)量雜種優(yōu)勢研究提供了參考。該論文提出了一套較為完善的蔬菜雜種優(yōu)勢綜合育種策略，可為蔬菜雜種優(yōu)勢精準(zhǔn)高效利用提供借鑒。