日前,中國農(nóng)科院油料所油菜遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊首席科學(xué)家王漢中院士帶領(lǐng)科研人員揭示雜種優(yōu)勢利用的核心在于“聚”而不是“雜”,為促進(jìn)雜種優(yōu)勢的進(jìn)一步利用提供新的理論指導(dǎo)。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
科研人員介紹,雜種優(yōu)勢是雜交子代在生活力、適應(yīng)性、抗性和產(chǎn)量等方面優(yōu)于親本的一種普遍生物學(xué)現(xiàn)象,利用這一現(xiàn)象培育雜交品種成為提高農(nóng)業(yè)動植物生產(chǎn)力的重要途徑。雜種優(yōu)勢利用的潛在理論基礎(chǔ)是來自雙親的等位基因雜合后會有更優(yōu)勢的表現(xiàn),但研究發(fā)現(xiàn)雜交品種的基因雜合程度與其雜種優(yōu)勢水平的相關(guān)性普遍偏低。
該團(tuán)隊以一個油菜雜交組合的產(chǎn)量性狀為例開展了多年系統(tǒng)研究,發(fā)現(xiàn)一個基因雜合后的表現(xiàn)大多不超過高值親本,但優(yōu)異等位基因分別來自不同親本的多個基因雜合后的表現(xiàn)因互補(bǔ)和累加效應(yīng)可以超過高值親本,并且多個產(chǎn)量構(gòu)成性狀的雜種優(yōu)勢連乘效應(yīng)可以產(chǎn)生產(chǎn)量的強(qiáng)優(yōu)勢。
上述結(jié)果表明,為獲得最優(yōu)的雜交組合,最重要的原則不是增加親本間的遺傳距離,而是盡可能多的聚合優(yōu)勢基因,無論其是雜合還是純合狀態(tài)。這一結(jié)論突破了認(rèn)識誤區(qū),為選育強(qiáng)優(yōu)勢雜交種指明了方向。
該團(tuán)隊已畢業(yè)博士生葉姜和梁華兵為論文共同第一作者,導(dǎo)師王漢中院士和師家勤副研究員為共同通訊作者,湖北大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生趙雪楊完成了部分補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程重大任務(wù)等項目的資助。(論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14054)