近日,我校李媛媛教授团队联合北京大学现代农业研究院杨长宪教授团队,在番茄生殖发育与分子育种领域取得新突破,相关研究成果在线发表于农林领域重要国际期刊《农业科学学报(英文)》(Journal of Integrative Agriculture,JIA,中科院一区),我校青年博士刘家林为该论文第一作者。同时团队依托该研究核心技术,成功获得国家发明专利授权,实现理论研究与技术创新双重成果,为番茄优质高效育种提供了关键技术支撑与基因资源。
番茄杂交育种是提升产量、改善品质的核心手段,而雄性不育材料是简化制种流程、降低生产成本、保障种子纯度的关键种质资源。针对当前番茄花粉发育调控机制研究不全面、优质不育基因资源稀缺的产业痛点,团队围绕番茄关键育性基因开展系统功能解析研究。

研究团队通过基因编辑技术验证了SlFAR3基因的核心功能,证实该基因主导番茄花粉壁完整发育,其功能缺失会直接导致番茄花粉败育、植株稳定雄性不育。相较于以往已知功能基因,SlFAR3具备同时调控番茄花粉内外壁发育的独特优势,调控路径更完整、不育性状更稳定,有效填补了茄科作物花粉发育调控机制的研究空白。同时依托SlFAR3雄性不育基因,团队研发的基于SlFAR3基因编辑的番茄雄性不育突变体的创制方法获国家发明专利授权(专利号:ZL 2024 1 1570785.6)。该专利形成了成熟高效的不育系创制技术方案,进一步完善了番茄分子育种技术体系。

该研究清晰阐明了番茄花粉发育的关键代谢调控通路,明确了基因调控育性发育的分子机理,筛选获得的SlFAR3优质不育基因结合自主专利技术,可直接应用于番茄雄性不育系创制与杂交制种生产。相比传统人工去雄制种方式,利用该基因培育的不育系材料,能够大幅节约人工成本、提升制种效率与种子纯度,适配规模化、标准化番茄种业生产需求。该研究得到山东省重点研发计划、山东省自然科学基金等项目资助。
【作者:霍燕青 审核:许瑞瑞 编辑:张灏 责编:蔡月梅 终审:李庆军】
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