中国农业科学院系统总结蔬菜杂种优势的分子基础及育种策略

杂交种在产量、早熟性、生长势和抗逆性等方面往往显著优于自交种，但目前蔬菜杂种优势的遗传机制研究仍较薄弱，杂种优势的预测和固定技术尚不成熟；因此，梳理杂种优势的预测、固定和大规模制种技术，进而结合分子标记技术和多组学技术，系统提出蔬菜杂种优势利用的育种策略，成为亟待解决的问题。

6月1日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所葫芦科蔬菜遗传育种创新团队在《Horticulture Research》在线发表题为“Molecular basis of heterosis and related breeding strategies reveals importance in vegetable breeding”的综述性文章。该论文总结杂种优势形成的6种基因调控假说，分析这些假说的合理性及不足之处，发现多倍体杂种优势的形成具有更加广泛的遗传基础和更为丰富的应用前景。通过系统回顾杂种优势相关的表观组学和转录组学研究进展，补充和完善了表观遗传调控的杂种优势理论模型，即当双亲的表观基因组发生重组时，引起杂种F1获得不同于亲本的表观遗传修饰，而表观遗传修饰会影响杂种F1的基因转录表达，二者共同作用使得杂种F1获得杂种优势。通过梳理杂种优势相关性状的调控基因和QTL，发现杂种优势的形成具有明显的群体特异性，可见根据不同遗传背景选择合适的遗传群体尤其重要。此外，该研究以黄瓜、甘蓝和番茄为例，具体讨论了早熟性、果实大小、果实数目和株型等产量相关性状在杂种优势形成过程中的贡献，为蔬菜产量杂种优势研究提供了参考。该论文提出了一套较为完善的蔬菜杂种优势综合育种策略，可为蔬菜杂种优势精准高效利用提供借鉴。