□记 者 王亚楠
通讯员 杨 宇 报道
本报济南4月28日讯 山东农业大学付道林教授领衔的科研团队在太谷核不育小麦研究方面取得重大突破,成功克隆太谷核不育基因并对其机理进行了探讨,为将来实现小麦等作物的杂交制种创造了条件。4月28日,国际著名学术期刊《自然通讯》以《小麦Ms2基因编码的稀有蛋白导致禾本科植物的雄性不育》为题发表了他们的研究成果。
普通小麦属于自花授粉作物,由于遗传基础狭窄,致使高产杂交育种研究的难度非常大,寻找雄性不育遗传资源是攻克这个难关的首要问题。1972年,山西省太谷县农业技术员高忠丽在田间发现了一株天然雄性不育小麦。1979年,中国农科院邓景扬博士将这个小麦命名为“太谷核不育小麦”,并将其不育基因命名为Ta1(国际基因代码Ms2)。
1981年,中国农科院组织开展太谷核不育小麦的利用研究。到1994年,有关省市利用太谷核不育体系培育出20多个适应性强、高产和优质小麦品种,推广面积7000多万亩。上世纪90年代末,中国农科院刘秉华研究员创制出“矮败小麦”,即矮秆和不育紧密连锁的太谷核不育小麦,中国农科院又组织了72家育种单位协同攻关矮败小麦育种技术。截至2009年,全国建立了矮败小麦轮选群体210个,育成品种42个,推广面积1.85亿亩,增产粮食56亿公斤。
太谷核不育基因Ms2属于“国宝级”基因,为确保我国对该基因的自主知识产权,国家倾注了大量人力和物力来克隆Ms2基因。尽管小麦基因组庞大、基因复杂,Ms2基因克隆难度非常大,但有关科研人员几十年如一日锲而不舍地进行攻关。2000年山东农大孙兰珍团队在国家自然科学基金资助下,开展Ms2基因的遗传标记研究；2010年,付道林团队开始利用图位克隆技术进行Ms2基因的克隆研究,并在2014年得到国家自然基金资助。
付道林团队研究人员发现,Ms2不仅可以导致小麦雄性不育,也可以在大麦和短柄草中引起雄性不育的表型。由此说明,Ms2不仅可以在小麦育种或生产中发挥重要作用,也很有可能在其他作物育种中具有重要意义。据介绍,山东农业大学已经针对该基因及其启动子的应用申请了国际和国内专利。
山东农业大学一直是“太谷核不育小麦”全国大协作的主要参与单位。育种专家孙兰珍教授带领团队开展太谷核不育辅助育种,并于1990年选育出冬小麦品种“鲁麦15号”,1995年荣获国家科技进步二等奖。山东农大作为主要成员也参加了矮败小麦的协同攻关项目,作为第六位完成单位荣获2010年度国家科技进步一等奖。
付道林说:“通过这一发现,我们期待对提高我国小麦育种水平、提升种业国际竞争力发挥重要作用。”
通讯员 杨 宇 报道
本报济南4月28日讯 山东农业大学付道林教授领衔的科研团队在太谷核不育小麦研究方面取得重大突破,成功克隆太谷核不育基因并对其机理进行了探讨,为将来实现小麦等作物的杂交制种创造了条件。4月28日,国际著名学术期刊《自然通讯》以《小麦Ms2基因编码的稀有蛋白导致禾本科植物的雄性不育》为题发表了他们的研究成果。
普通小麦属于自花授粉作物,由于遗传基础狭窄,致使高产杂交育种研究的难度非常大,寻找雄性不育遗传资源是攻克这个难关的首要问题。1972年,山西省太谷县农业技术员高忠丽在田间发现了一株天然雄性不育小麦。1979年,中国农科院邓景扬博士将这个小麦命名为“太谷核不育小麦”,并将其不育基因命名为Ta1(国际基因代码Ms2)。
1981年,中国农科院组织开展太谷核不育小麦的利用研究。到1994年,有关省市利用太谷核不育体系培育出20多个适应性强、高产和优质小麦品种,推广面积7000多万亩。上世纪90年代末,中国农科院刘秉华研究员创制出“矮败小麦”,即矮秆和不育紧密连锁的太谷核不育小麦,中国农科院又组织了72家育种单位协同攻关矮败小麦育种技术。截至2009年,全国建立了矮败小麦轮选群体210个,育成品种42个,推广面积1.85亿亩,增产粮食56亿公斤。
太谷核不育基因Ms2属于“国宝级”基因,为确保我国对该基因的自主知识产权,国家倾注了大量人力和物力来克隆Ms2基因。尽管小麦基因组庞大、基因复杂,Ms2基因克隆难度非常大,但有关科研人员几十年如一日锲而不舍地进行攻关。2000年山东农大孙兰珍团队在国家自然科学基金资助下,开展Ms2基因的遗传标记研究；2010年,付道林团队开始利用图位克隆技术进行Ms2基因的克隆研究,并在2014年得到国家自然基金资助。
付道林团队研究人员发现,Ms2不仅可以导致小麦雄性不育,也可以在大麦和短柄草中引起雄性不育的表型。由此说明,Ms2不仅可以在小麦育种或生产中发挥重要作用,也很有可能在其他作物育种中具有重要意义。据介绍,山东农业大学已经针对该基因及其启动子的应用申请了国际和国内专利。
山东农业大学一直是“太谷核不育小麦”全国大协作的主要参与单位。育种专家孙兰珍教授带领团队开展太谷核不育辅助育种,并于1990年选育出冬小麦品种“鲁麦15号”,1995年荣获国家科技进步二等奖。山东农大作为主要成员也参加了矮败小麦的协同攻关项目,作为第六位完成单位荣获2010年度国家科技进步一等奖。
付道林说:“通过这一发现,我们期待对提高我国小麦育种水平、提升种业国际竞争力发挥重要作用。”