北京时间 1 月 26 日，大年初五，凌晨 0 点 01 分，国际学术期刊《自然》（Nature）在线发表了一项来自山东科研团队的研究成果——阻碍十字花科蔬菜远缘杂交的生殖隔离，被山东农业大学段巧红教授团队打破。段巧红教授团队成功获得大白菜的种间、属间远缘杂交胚，让大白菜获得了 " 择偶 " 自由。

远缘杂交是什么？不同种间属间甚至亲缘关系更远的物种之间的杂交，也被称为物种间的 " 跨界 "。

山东农业大学园艺科学与工程学院段巧红教授

【资料图】

比如用冰草与小麦杂交，培育出节水型小麦新品种；用枸杞与辣椒杂交，培育出个高大、产量高、营养丰富的枸杞辣椒……

远缘杂交，能够有效 " 取长补短 "，突破种属界限，扩大遗传变异，从而实现创造新物种、改良旧物种、利用杂种优势的育种意义。

段巧红介绍，种间生殖隔离的存在，严重阻碍远缘杂交技术在育种中的应用。因此，对远缘杂交生殖隔离的机理研究并由此开发出的克服远缘杂交障碍的育种技术，对育种技术的创新及种质资源创新，尽快实现种源的自主可控具有重要意义。

说到十字花科蔬菜，大家第一反应是大白菜。其实，常出现在大家餐桌上的甘蓝、萝卜、芥菜、油菜等蔬菜，均属十字花科。十字花科蔬菜是我国栽培最广泛、食用量最多的蔬菜，种植面积约占蔬菜总面积的 25%。

要给农业插上科技的翅膀。培育更加优质的十字花科蔬菜品种，事关 " 菜篮子 " 安稳，意义重大。为此，段巧红团队围绕十字花科蔬菜远缘杂交展开研究。

段巧红介绍，想要充分利用远缘物种的优质基因资源，首先要对其调控机制进行系统解析。

团队研究发现，远缘杂交生殖隔离中对花粉的抑制有两个不同的调控机制。在自交不亲和植物的柱头上，SRK 受体识别自花花粉也可以识别远缘花粉，进而激活 FERONIA 受体激酶调控的柱头活性氧，抑制花粉生长。而在自交亲和植物的柱头上，缺乏 SRK 受体，种内花粉比远缘花粉更快降低柱头活性氧，优先进入柱头及子房完成受精。这两种调控机制都确保了生殖隔离阻止了物种间基因的流动。

基于对种间隔离形成机理的解析，团队开发了清除柱头活性氧以打破十字花科蔬菜远缘杂交障碍的育种技术，成功得到大白菜的种间、属间杂交胚，目前该技术正应用于十字花科蔬菜育种。

中国工程院院士、湖南农业大学校长邹学校对此评价，该研究系统解析了十字花科植物远缘杂交生殖隔离的形成机理，开发了打破生殖隔离的远缘育种技术，兼具理论创新性与育种应用价值，是植物生殖生物学与杂交育种领域的标志性成果。

" 该研究通过新技术将远缘物种的优异基因资源导入栽培种，拓宽种质遗传范围，将极大地促进十字花科远缘物种中优异基因资源的开发利用，为突破性种质的创制和新品种培育奠定坚实的基础。该项研究对于其他作物的野生资源利用也提供了新思路。" 中国热带农业科学院院长黄三文如是评价。

论文原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05640-x