科学家发现植物雌雄识别分子机制

梨树为什么会“拒绝”苹果的花粉？植物究竟是如何识别同类、排斥异类的？记者2月19日从中国科学院遗传与发育生物学研究所获悉，该所研究员杨维才领导的研究组，近日揭开了这一植物生殖的奥秘，首次发现植物雌雄识别的分子机制，这也为杂交育种开辟了新天地。该成果已在线发表于国际权威杂志《自然》。

被子植物的精子是通过花粉管来传递的，但花粉管是如何将精子传递到卵子的？这是植物生殖生物学几十年来关注的主要问题，也是杂交育种的技术瓶颈之一。一直以来，杂交育种都是人类提高农作物产量和品质的主要技术，而杂交障碍的主要原因之一就是雌雄配子体的有效识别。

研究发现，因为不具备动物精子的游动能力，被子植物中胚囊会分泌信号分子引导花粉管定向生长，花粉管将精子细胞运送到胚囊里，进而和包裹在胚囊内的卵细胞结合。

杨维才研究组首次分离到了花粉管识别雌性吸引信号的受体蛋白复合体，并揭示了信号识别和激活的分子机制。研究人员基于这一发现，通过转基因手段进行了荠菜和拟南芥两种植物的杂交试验，结果转基因荠菜的花粉管识别拟南芥胚囊的效率大大提高。

专家表示，该研究是植物生殖领域的重大突破，并通过基因工程手段建立了利用生殖关键基因打破生殖隔离的方法，为克服杂交育种中杂交不亲和性提供了重要的理论依据。这一发现不仅揭示了植物生殖的奥秘，更为杂交育种开辟了新天地。