本網(wǎng)訊 近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所毛龍研究團(tuán)隊(duì)與合作單位在小麥多倍化過(guò)程中雜種優(yōu)勢(shì)形成機(jī)理研究方面取得進(jìn)展,為進(jìn)一步克隆鑒定小麥的優(yōu)異基因提供了新的策略。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于最近一期的國(guó)際著名植物學(xué)權(quán)威刊物《植物細(xì)胞(The Plant Cell)》上,為該領(lǐng)域首次報(bào)道。
大多數(shù)作物都是多倍體植物,如面包小麥、油菜、棉花等,在漫長(zhǎng)的演化過(guò)程中,經(jīng)過(guò)同類或不同物種間雜交和染色體加倍形成,并在這一過(guò)程中將雜種優(yōu)勢(shì)固定在其中。面包小麥,也叫普通小麥,是一個(gè)典型的異源六倍體作物,經(jīng)歷了兩次異源多倍化過(guò)程:即約50萬(wàn)年前的二倍體烏拉爾圖小麥 (AA) 和類似擬斯卑爾脫山羊草 (SS) 形成早期的四倍體 (AABB)。四倍體小麥又在大約8000前和野生粗山羊草 (DD)雜交,經(jīng)染色體加倍形成現(xiàn)在的普通小麥。在這一過(guò)程中,小麥的抗病性、適應(yīng)性與品質(zhì)得到大大改善,再加上人工選擇、馴化,使小麥走出其位于中東的發(fā)源地,遍布地球上各個(gè)角落,成為世界上種植區(qū)域最廣的第一大糧食作物。這都要?dú)w功于六倍體中的遺傳雜合狀態(tài)。由于多倍體固定了雜種優(yōu)勢(shì),利用多倍體來(lái)研究雜種優(yōu)勢(shì)的形成機(jī)理是目前國(guó)際上的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。
毛龍研究團(tuán)隊(duì)用四倍體硬粒小麥(AABB)和二倍體粗山羊草(DD)作為親本進(jìn)行雜交并經(jīng)染色體加倍獲得新合成的異源六倍體小麥。該團(tuán)隊(duì)利用新合成的異源六倍體小麥追溯了小麥形成早期的遺傳狀態(tài),發(fā)現(xiàn)四倍體親本和二倍體親本對(duì)六倍體小麥的雜種優(yōu)勢(shì)有各自獨(dú)特貢獻(xiàn),即在六倍體小麥里,前者的基因可能主要加強(qiáng)其發(fā)育能力,而后者則可能大大貢獻(xiàn)于它的適應(yīng)性。
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