南京农业大学在菊花自交不亲和方面取得新进展

自交不亲和（self-incompatibility, SI）是植物在长期进化过程中形成的一种利于异花授粉的生殖隔离，是防止物种退化、保持遗传变异的重要机制。SI的研究一直是植物生殖生物学研究领域的热点，但目前关于SI的研究主要集中在十字花科、茄科、蔷薇科和罂粟科等植物上。菊花（Chrysanthemum morifolium）是菊科植物的代表物种，具有很高的观赏和经济价值，且菊花中普遍存在SI现象，但有关菊花SI研究鲜有报道，菊花S基因也不清楚。

近日，Ornamental Plant Research 在线发表了南京农业大学园艺学院滕年军教授团队题为Screening and functional analysis of potential S genes in Chrysanthemum morifolium 的研究论文。

该研究以自交不亲和菊花品种‘Q10-22-2’为材料，通过高通量测序和生信息学分析筛选了13个候选柱头S基因和5个候选花粉S基因，并对其中1个候选柱头S基因CmSRK1和1个候选花粉S基因CmPCP1进行了克隆。qRT-PCR研究发现，CmSRK1在成熟的柱头中特异性表达，而CmPCP1在成熟前3天的花药中特异性表达。分别将CmSRK1和CmPCP1转化拟南芥，并以转CmSRK1的拟南芥作为母本，转CmPCP1的拟南芥作为父本，进行杂交。结果发现2个转基因株系的杂交结实率分别为19.62%和11.64%，而野生型拟南芥的杂交结实率为84.43%，由此推测CmSRK1和CmPCP1分别是菊花的柱头和花粉的S基因。本研究结果有望为利用基因工程技术培育自交不亲和菊花品种奠定基础。

图1 菊花CmSRK1和CmPCP1亚细胞定位

图2 野生型及转基因拟南芥结实率比较

南京农业大学园艺学院已毕业研究生王凡博士、在读博士生徐素娟为论文共同第一作者，滕年军教授为通讯作者，陈发棣教授参与了项目的指导。该研究得到了得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等基金的资助。

南京农业大学园艺学院滕年军教授团队研究方向为花卉生殖发育与逆境生物学，目前主要从事百合花粉发育和逆境生理、百合育种与产业化等方面的研究与应用。近年来，团队在Plant Physiology、Horticulture Research、Environmental and Experimental Botany等期刊上发表多篇相关研究论文，并建有1个100多亩的百合资源保存、研究与产业化示范基地。