近日，中國農業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所毛龍研究團隊與合作單位在小麥多倍化過(guò)程中雜種優(yōu)勢形成機理研究方面取得進(jìn)展，為進(jìn)一步克隆鑒定小麥的優(yōu)異基因提供了新的策略。相關(guān)研究成果在線(xiàn)發(fā)表于最近一期的國際著(zhù)名植物學(xué)權威刊物《植物細胞(The Plant Cell)》上，為該領(lǐng)域首次報道。

　　大多數作物都是多倍體植物，如面包小麥、油菜、棉花等，在漫長(cháng)的演化過(guò)程中，經(jīng)過(guò)同類(lèi)或不同物種間雜交和染色體加倍形成，并在這一過(guò)程中將雜種優(yōu)勢固定在其中。面包小麥，也叫普通小麥，是一個(gè)典型的異源六倍體作物，經(jīng)歷了兩次異源多倍化過(guò)程：即約50萬(wàn)年前的二倍體烏拉爾圖小麥 (AA) 和類(lèi)似擬斯卑爾脫山羊草 (SS) 形成早期的四倍體 (AABB)。四倍體小麥又在大約8000前和野生粗山羊草 (DD)雜交，經(jīng)染色體加倍形成現在的普通小麥。在這一過(guò)程中，小麥的抗病性、適應性與品質(zhì)得到大大改善，再加上人工選擇、馴化，使小麥走出其位于中東的發(fā)源地，遍布地球上各個(gè)角落，成為世界上種植區域最廣的第一大糧食作物。這都要歸功于六倍體中的遺傳雜合狀態(tài)。由于多倍體固定了雜種優(yōu)勢，利用多倍體來(lái)研究雜種優(yōu)勢的形成機理是目前國際上的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。

　　毛龍研究團隊用四倍體硬粒小麥(AABB)和二倍體粗山羊草(DD)作為親本進(jìn)行雜交并經(jīng)染色體加倍獲得新合成的異源六倍體小麥。該團隊利用新合成的異源六倍體小麥追溯了小麥形成早期的遺傳狀態(tài)，發(fā)現四倍體親本和二倍體親本對六倍體小麥的雜種優(yōu)勢有各自獨特貢獻，即在六倍體小麥里，前者的基因可能主要加強其發(fā)育能力，而后者則可能大大貢獻于它的適應性。