我国科学家发现高效育种新途径
发布时间: 2025-09-08 11:53:45
9月3日，记者从湖北大学获悉，该校生命科学学院罗盼副教授团队合作研究成果突破了全球育种领域数十年技术瓶颈，为实现高效育种提供全新路径。日前，相关成果在《细胞》上发表。
20世纪60年代以来，育种学家致力于利用胁迫处理（如高温、营养饥饿等）诱导植物小孢子（未成熟花粉）转变发育命运，从配子体途径重编程为胚胎发生通路，从而获得单倍体植株。该策略可显著加快作物自交系制备和品种改良进程，已应用于油菜、烟草、小麦等作物。
但传统方法必须经过特定的胁迫处理，存在基因型依赖性强、诱导效率低等问题，难以实现大规模推广应用。胁迫处理如何改变细胞命运，其重编程的分子机制如何，长期以来困扰着几代科学家，迄今仍知之甚少，成为制约该领域发展的“卡脖子”难题。
研究发现，在传统胁迫处理下，小孢子中会特异性诱导表达转录因子BABY BOOM（BBM）。进一步实验表明，仅在烟草和水稻小孢子中异位表达BBM即可在无胁迫条件下诱导其命运转变和胚胎发生，说明BBM是胁迫诱导重编程中的关键调控因子。进一步研究鉴定出一个新的BBM下游作用因子BAR1，其表达同样可独立启动小孢子的胚胎化进程，发挥与BBM类似的细胞命运重编程激活功能。
罗盼介绍，该研究提出并验证了一个保守的BBM-BAR1调控模块，可直接驱动小孢子由配子体发育途径转向胚胎发生途径，打破了传统体系中对胁迫处理的依赖。这揭示了小孢子命运重编程的关键分子机制，建立一个无需胁迫处理即可在体内高效诱导单倍体的新技术。
该机制不仅拓展了对植物细胞命运可塑性的基础认知，也为高效率、低依赖、跨物种的单倍体育种技术提供理论基础和实践路径，在解析细胞命运调控机制和单倍体育种技术领域取得重要突破，在现代作物育种和种质创新中具有广泛应用前景。
据悉，罗盼副教授与武汉大学赴贵州师范大学帮扶团的孙蒙祥教授为该论文共同通讯作者，湖北大学为共同通讯单位。
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