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不仅1+1>2,还能1×1>2!在汉院士团队破解杂种优势奥秘

2023-05-19   长江日报   阅读量:154

    长江日报大武汉客户端5月19日讯 不是某一特长超过父母,而是诸多特长组合成的综合素质超过他们,这其实也是一种杂种优势。日前,中国农科院油料所油菜遗传育种创新团队首席科学家王汉中院士带领科研人员揭示杂种优势利用的核心在于“聚”而不是“杂”,突破了原有的认识误区,为促进杂种优势的进一步利用提供理论指导。相关研究成果已在线发表于国际著名学术期刊《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》上。

    杂交水稻、杂交玉米、杂交油菜、杂交番茄、杂交羊、杂交鱼……我们生活中常见的粮食蔬菜有很多都是杂交品种,这些品种在适应性、抗性和产量等方面优于亲本,也就是生物学中普遍存在的杂交子代优势现象。利用这一现象,袁隆平院士培育了从杂交稻到超级稻等一系列高产水稻品种。王汉中院士也于近期培育了我国迄今最高产的油菜品种“中油杂501”。可见,培育杂交品种已是提高农业动植物生产力的重要途径。

    为何有杂种优势?一般认为,来自双亲的等位基因杂合后会有更优势的表现,即1+1>2。为此,育种人员倾向于增加亲本间的遗传距离,甚至通过远缘杂交寻找优势。但研究证据则显示,杂交品种的基因杂合程度与其杂种优势水平的相关性普遍偏低。也就是说,现实育种过程中更多的是1+1≤2。

    王汉中院士团队以两个油菜品种“中双11号”和“No.73290”作为亲本进行杂交,对其产量性状开展了多年系统研究。研究发现,一个基因杂合后的表现大多不超过双亲,但优异等位基因分别来自双亲的多个基因杂合后的表现因互补和累加效应可以超过双亲,复合性状(如产量)的强大优势依靠的是其构成性状适度杂种优势的连乘效应。由此可见,杂交不仅仅是“加法”,还有“乘法”。这些发现表明,为获得最优的杂交组合,最重要的原则不是增加亲本间的遗传距离,而是尽可能多地聚合优势基因,无论其是杂合还是纯合状态。该研究成果为选育强优势杂交品种指明了方向。

    (长江日报记者周劼 通讯员余波 师家勤)

    【编辑:王戎飞】