近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所甘藍青花菜課題組張揚勇研究員團隊在Plant Biotechnology Journal上在線發(fā)表題為A 15.8-Mb Alien Radish Chromosomal Fragment Inversion Drives Fertility Restoration and Telomere Loss of C09 inBrassica oleracea的研究論文。該研究闡明了甘藍Ogura細胞質(zhì)雄性不育（Ogura CMS）育性恢復(fù)系既可以恢復(fù)Ogura CMS育性，又可以在后代中快速清除異源片段、使遺傳背景快速回復(fù)到甘藍的分子機制，為Ogura CMS優(yōu)異種質(zhì)資源的高效創(chuàng)新再利用提供了重要的理論支撐和技術(shù)途徑。

甘藍細胞質(zhì)雄性不育的廣泛應(yīng)用為雜交制種提供了一條簡便易行的途徑，其中Ogura CMS最為普遍。然而，雄性不育的后代無法繼續(xù)育種創(chuàng)新，“巧婦難為無米之炊”成為了制約甘藍品種創(chuàng)新的“攔路虎”，因此迫切需要創(chuàng)制育性恢復(fù)系。研究團隊通過10余年的遠緣雜交及多代回交，成功創(chuàng)制出甘藍Ogura CMS育性恢復(fù)系。結(jié)合Oxford Nanopore超長讀長測序、Illumina短讀長校正及Hi-C染色質(zhì)構(gòu)象捕獲技術(shù)，完成了BC7代恢復(fù)系RFO7GH的染色體級別的基因組組裝。研究發(fā)現(xiàn)在甘藍育性恢復(fù)系中，一個15.8-Mb的蘿卜基因組片段發(fā)生倒位，整合至甘藍C09染色體長臂末端，替換了原C09染色體上28.2-Mb的甘藍同源區(qū)段。育性恢復(fù)基因Rfo發(fā)揮作用后，整個異源蘿卜片段在后代中傳遞率極低（~1%），且不發(fā)生跟別的染色體區(qū)段重組，使得絕大多數(shù)后代（~1%）不攜帶任何異源片段；攜帶異源蘿卜片段的植株在外葉長、葉寬及經(jīng)濟產(chǎn)量等性狀上顯著低于不含有異源片段的單株，在育種過程中很容易通過表型直接淘汰。上述特點促使異源片段在完成育性恢復(fù)后快速徹底清除，達到既恢復(fù)Ogura CMS育性、又在后代中快速清除異源片段的雙重效果。該育性恢復(fù)系統(tǒng)已在7個攜帶根腫?。–Ra）、黑腐?。╔cc3）和枯萎?。‵oc1）抗性基因、不同遺傳背景的甘藍材料中得到驗證，把不可用資源變成了可用資源。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所張揚勇研究員和王勇副研究員為本論文的通訊作者。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士生任文靜、碩士生司勁超、碩士生馮一了、副研究員于海龍為本論文的共同第一作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目，國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金項目及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項目項目的資助。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.70396?campaign=wolearlyview