科技日報記者 馬愛平 通訊員 崔艷 梁成真
近日，中國農業(yè)科學院生物技術研究所作物生物技術育種創(chuàng)新團隊通過重塑陸地棉花瓣基斑，提高傳粉昆蟲到訪率，為提升棉花三系雜交制種效率提供了新思路。相關研究成果發(fā)表在《植物生物技術雜志》 (Plant Biotechnology Journal）上。
三系雜交技術是作物育種史上的重大突破，促進了作物產量的飛躍。由于雜種優(yōu)勢的利用，三系雜交棉可以大幅提高纖維產量和品質、快速聚合抗性性狀，是棉花產業(yè)“提質增效”的重大關鍵技術。21世紀初，作物生物技術育種創(chuàng)新團隊合作創(chuàng)制了三系抗蟲棉育種體系，并育成“銀棉2號”等國審三系雜交棉品種，增產20%左右。但是由于棉花花期持續(xù)時間達30天以上，不能集中授粉，近年來持續(xù)升高的人工成本不斷推高雜交制種成本，成為棉花三系技術利用的障礙。
圖為重塑陸地棉花瓣基斑提高傳粉昆蟲到訪率和雜交種產量 (a)陸地棉和海島棉花形態(tài)。(b)傳粉昆蟲平均到訪次數(shù)。(c-d)昆蟲介導授粉下三系雜交種產量(c)、單株鈴數(shù)(d)，籽棉產量(e)。中國農業(yè)科學院生物技術研究所供圖
該研究從海島棉中克隆到一個控制花瓣基斑形成的關鍵基因GbBM，該基因在陸地棉進化過程中發(fā)生突變而失去功能。研究發(fā)現(xiàn)，GbBM通過直接與黃酮類物質合成基因GbCHS、GbFLS、GbDFR和GbANS啟動子結合，進而調控花瓣基斑的形成。利用該基因恢復陸地棉花瓣基斑性狀后，可以顯著提升傳粉昆蟲到訪率，并提高三系雜交種的產量。該研究為加強昆蟲傳粉提升雜交種制種效率提供了一個新的思路，有望解決棉花三系雜交制種中人工集中授粉效率低、成本高的問題。
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