[中國科學報]為招蜂引蝶給陸地棉花瓣“上妝”

文章來源:中國科學報     發布時間:2022-3-29     作者:李晨

重塑陸地棉花瓣基斑提高傳粉昆蟲到訪率和雜交種產量。中國農科院供圖

近日,中國農業科學院生物技術研究所作物生物技術育種創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“提質增效”的重大關鍵技術。21世紀初,作物生物技術育種創新團隊合作創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。但由于棉花花期持續時間達30天以上,不能集中授粉,近年來持續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。

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生突變而失去功能。研究發現,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,就仿佛給花瓣重新上妝,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。

該研究得到國家轉基因重大專項、國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國農業科學院科技創新工程資助。

相關論文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13805

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