在一项新的分子遗传学研究中，Rita Groß-Hardt教授和她的团队证明：在植物的繁殖过程中，可通过“质量检查点”（quality checkpoints）进行遗传信息的传递。这一发现对未来农业具有特殊的意义。研究小组将他们的最新研究成果发表在著名的英国科学杂志eLife上。

父系、母系、子系：这是自然界经典的繁殖策略，动物和植物莫不如此。生物学家Rita Groß-Hardt的研究小组证实，植物有三个亲本植株：一个母本植株和两个父本植株。

植物育种人员的目标是，通过异种杂交将两种不同植物的优良性状相结合。这就是所谓的“杂交”。然而，杂交有其局限性：如果两种植物是远亲关系，杂交通常不会起作用。

持续检测DNA质量

那么，谁来决定植物杂交是否有效呢？Groß-Hardt解释说：“在植物中，有很多不同的地方可以检查父本基因是否与母本基因有足够密切的关系。”“植物组织进行检查，根据染色体数目和血缘关系程度验证DNA。如果父本DNA无法通过检查，种子就无法成活。”

2017年，研究人员发现，在罕见的情况下，一个卵细胞可与一个以上的精细胞融合。Groß-Hardt说，“这称为多精入卵”。如果精细胞来自两个不同的父本，那么后代就会有三个亲本。

“潜入”下一代

“我们的团队发现，第一父本的DNA必须通过营养组织的质量检查，此时第二父本可通过这个检查点‘传递’遗传物质。”因此，多精入卵过程提供了将父本遗传物质偷偷传给下一代的机会。

最近的研究成果不仅极大地扩展了现有的植物繁殖知识，而且从中期来看可能会对农业产生影响。“我们星球的变化比我们想象的要快。传统的植物育种已跟不上气候变化带来的广泛变化，”研究人员解释说，“我们迫切需要抗旱和耐高温能力更强的植物。如果我们能够通过研究绕过某些杂交障碍，从而利用更多远缘种的优良特性，将有助于我们应对未来的农业挑战。”

在欧洲、美国和中国注册专利

在分子遗传水平上验证所描述的过程是一项复杂的工作，因为需要为此创建新的程序。Rita Groß-Hardt的研究小组开发了一种分子生物学工具，利用该工具，可使携带两位父本遗传物质的种子呈现与“正常”种子不同的颜色。这样就可以清晰地鉴别出种子的不同。University of Bremen开发的“三亲杂交”技术已在欧洲、美国和中国申请了专利。InnoWi专利管理机构参与了科学成果的专利保护和商业化过程。

自2015年以来，欧洲研究理事会（ERC）为Rita Groß-Hardt的研究提供了约200万欧元的基金支持。

原文来源：Agropages.com

编译单位：北京市农林科学院农业信息与经济研究所

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