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【科技日报】油菜细胞核雄性不育遗传与应用取得新突破

科技日报记者 吴纯新 通讯员 吴兆圆

9月9日,记者从华中农业大学获悉,该校油菜团队历经20余年研究,在油菜细胞核雄性不育系9012A的遗传机制解析与应用领域取得了突破性进展。相关研究成果近期获得湖北省科技进步奖一等奖。

我国常年种植油菜约为1亿亩,产量约1400万吨,但仍不能满足国内需求。因此,扩种油菜和大幅提高单位面积产油量是我国油菜生产的两大主要政策方向。

湖北省科技厅农业科技处负责人介绍,杂交种应用是提高油菜产量的重要途径。此前,华中农业大学油菜团队傅廷栋院士发现了世界首例具有实际应用价值的雄性不育类型—波里马细胞质雄性不育,开创我国油菜杂交种大面积应用历史。

此外,化学杀雄、自交不亲和细胞核雄性不育系统也分别用于油菜杂交种的商业化制种。细胞核雄性不育系9012A报道于20世纪90年代,具有不育性稳定彻底、可获得全不育系、几乎所有自交系均是其天然恢复系等三大突出优点。

然而,该不育系育性遗传复杂,调控分子机制不明,优良不育系及其同型临保系选育困难。针对上述难题,华中农业大学油菜团队杨光圣课题组开展系统研究,在9012A核不育的遗传和应用领域取得了重要进展。

该研究揭示了9012A类核不育育性调控的新模型,证明不育只受Ms3和复等位Ms4两个位点互作调控,为纯合型不育系及其同型临保系的选育提供理论指导。发现Ms4的不育基因编码一个导致绒毡层异常降解的毒蛋白,而Ms3则编码与TIC40序列高度同源的解毒蛋白,揭示了育性调控的分子机制。

课题组还创建了双基因互作核不育“三系”高效分子育种技术体系,实现单株基因型早期精准鉴定,攻克传统育种依赖子代测验鉴定前代单株基因型的周期长、工作量大和效率低等瓶颈。同时,利用高效分子育种体系创制了配合力强、丰产性好、高含油量、抗倒性强、抗菌核病且制种产量高的核不育系RG430A,突破了之前核不育系选育瓶颈。以RG430A为母本,选育以“华油杂50”为代表的6个高产、高含油量、稳产性强的强优势核不育杂交种。

“华油杂50”被农业农村部及湖北、湖南、江西和重庆等相关单位列入“油料主导品种”“农业主导品种”“十大主推油菜品种”“推荐油菜品种”或“油菜主导品种”名单。“圣灯1号”和“华油杂50”在江西省油菜高产竞赛中连续夺冠。截至2023年底,“华油杂50”等6个品种累计应用1286万亩,为我国油菜增产增收做出重要贡献。

责任编辑:冷媚

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