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文檔簡介
1、柴利軍:十五載等待柑橘飄香干思思 柑橘,是目前世界第一大類水果,也是我國種植面積最廣、產(chǎn)量最高 的果樹之一。自古以來,圍繞柑橘流傳的各類詩文篇章不絕于耳。如 今,市 面上所見的各式各樣的橘、橙、柚還有檸檬等都屬于柑橘一族。為何柑橘家族能發(fā)展得如此龐大?種類如此繁多?“關(guān)鍵還是它們特別能雜交?!比A中農(nóng)業(yè)大學教授柴利軍介紹,通過 研究發(fā)現(xiàn),柑橘家族其實都來自于3個基本種一一橘、柚、枸橡,其 他栽培種類都是它們相互雜交產(chǎn)生的后代。不過,這些
2、后代們在外觀、 口感、性狀等方 面均表現(xiàn)出巨大的差異。比如瑁溪蜜柚一顆籽也沒有, 而沙田柚卻有很多; 大部分柑橘不授粉也能正常結(jié)果,有些柚子卻只 能人工授粉才能結(jié)果……背 后的原因到底是什么?為了探清柑橘進 化機制背后的秘密,柴利軍一做就是 15年。誰在控制柑橘“傳宗接代” 自然界中,絕大部分被子植物都是兩性花,即一 朵花上既有雌蕊又有 雄蕊,并且發(fā)育都正常。理論上,這樣的植物可以實現(xiàn) 自交授粉產(chǎn)生 后代,比如柑橘家族中寬皮柑橘就可以實
3、現(xiàn),但實際上這樣的 植物屬 于極少數(shù)。大部分兩性花植物自交授粉后,花粉管在柱頭或花柱中上 部就會被抑制生長,無法正常產(chǎn)生后代,這種現(xiàn)象被稱為“自交不親 和“?!皬闹参镞M化角度來看,這種現(xiàn)象是有道理的,就跟人類禁止近親繁 殖一樣,如果一個物種可以自交授粉,無疑加大了后代各類隱性遺傳 病的概率,隨著環(huán)境變化逐步失去競爭力,最終被淘汰?!辈窭娊?紹,“植物也是很聰明的,為了保護后代在長期進化過程中不被淘汰 就形成了這種機制,抑制自交授粉。
4、”柑橘中柚類多數(shù)表現(xiàn)為自交不親和,以沙田柚為例,就具有典型的自 交不親和特性,自交坐果率僅0.3%,這就導致果農(nóng)在生產(chǎn)中需要配 置酸柚做授粉樹或者每年春季都要爬到樹上給柚子人工授粉,費時費 力,還十分危險?!八晕覀兿敫闱宄@個機制到底是什么東西在控 制,為什么不能用自己的花粉授粉。”前期,科學家們其實已經(jīng)突破了十字花科、茄科、薔薇科、車前科及 罌粟科等物種自交不親和機制的奧妙,但在蕓香科柑橘屬植物領(lǐng)域仍 是一片空白,究其原因還是柑橘漫
5、長的生長周期導致。的自交不親和性狀之后,另一個特殊的現(xiàn)象也進入了 他們的研究視野。與大部分柚類具有自交不親和性狀不同,寬皮柑橘 及其雜交種普遍存在自交親和的特性,這又是為何?“其實就是基因突變導致的?!痹跈z測自交親和寬皮柑橘材料時,柴 利軍團隊發(fā)現(xiàn)了其S-RNase基因ORF第442位有一個腺喋吟(A)缺 失,從而導致移碼突變和提前終止,形成了無功能的Sm-RNase蛋白。 最后,通過擴大樣本檢測量,他們明確了凡是含有突變的Sm-RN
6、ase 都具有自交親和性狀。找到了控制柑橘生殖方式的密碼之后,柴利軍帶領(lǐng)團隊進一步開發(fā)出 了基于Sm-RNase的分子標記,建立了 一個柑橘屬Sm-RNase基因型信 息庫,為早期開展分子標記輔助選擇自交親和的柑橘資源提供了方法。 并且,在豐富的柑橘種質(zhì)資源優(yōu)勢之上,他們還進一步利用原始、野 生及栽培柑橘資源,構(gòu)建出柑橘由自交不親和性向自交親和性轉(zhuǎn)變的 演化模式圖,推測出突變的Sm-RNase基因早期發(fā)生在寬皮柑橘中, 伴隨著柑橘種間相
7、互雜交,進而滲入到其他柑橘品種中,并利用寬皮 柑橘獨特的無融合生殖特性逐漸將Sm-RNase基因在這些柑橘雜交種 中固定,最終形成現(xiàn)有栽培柑橘多數(shù)表現(xiàn)為自交親和特性的局面?!罢莆樟诉@把生殖基因密鑰,相當于擁有‘上帝之眼。柑橘正常結(jié)果 要8年時間,但我們在苗期就能鑒定出是否屬于自交親和,它能跟哪 些親本配種?!辈窭娊榻B,這對柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言意義重大。甘坐科研“冷板凳”2022年2月13日,柴利軍團隊這項歷時15年的研究成果在國際權(quán)
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