杂交水稻大家都不陌生，但是杂交蔬菜你听说过吗？我国的一个研究小组表示，他们已经找到了一种方法，可以将白菜与芥菜等其他蔬菜进行杂交。在发表在《自然》期刊的一篇论文中，研究人员表示，这项新技术可能会导致跨物种蔬菜育种。

当蜜蜂在野外采集花蜜时，它的身体上覆盖着来自油菜籽、梯牧草或各种花的花粉。但当它停在一朵白菜花上时，只有来自另一棵白菜的花粉才能与花结合并产生种子。植物如何花粉的问题长期以来一直困扰着科学家们。

中国山东农业大学的段巧红教授和美国马萨诸塞大学的张教授领导的国际团队揭示了十字花科植物繁殖障碍的分子机制（十字花科是包括白菜在内的一个大植物科）。在此基础上，他们开发了一种打破障碍的育种技术，开辟了一种在远缘物种之间繁殖的新途径。

十字花科蔬菜

十字花科包括许多重要的蔬菜和油料作物，包括包菜和芥菜。段教授在论文中说:“在自然界中，开放花朵的柱头会接触到来自本物种的花粉，不管是近缘还是远缘的花粉，花朵必定会做出相应的反应。”

段说:“一方面，柱头只接受交叉兼容的花粉而拒绝自交花粉，这是为了防止因‘近亲繁殖’而丧失后代多样性。另一方面，它会拒绝来自远缘物种的花粉，这是为了保持遗传的完整性。”

由于长时间缺乏持续的基因交换，在两个大洲上种植的同一种蔬菜可能会发生繁殖隔离。然而，到目前为止，人们对十字花科中调节这些相容系统及其相互联系的分子机制知之甚少。

通过实验，研究小组发现，柱头通过一种名叫活性氧（ROS）的化学调节剂来控制这一过程。当柱头的受体检测到自花粉时，它会激活活性氧的产生并抑制花粉的生长，从而阻止自花授粉。

基于这一机制，该团队开发了促进种间繁殖的育种技术。通过从柱头上去除ROS，比如删除受体基因、减少ROS的生物产生或喷洒水杨酸钠化学物质抑制ROS这些方法，可以使不同种间的繁殖成为可能。

在农业生产中，人工选择加快了自然育种过程。在长期的产量和品质育种过程中，一些作物往往会丧失抗病等优良性状。而野生物种由于长期在野外生存和进化，通常对疾病和昆虫具有抵抗力。

传统上，繁殖障碍阻碍了遥远物种之间的繁殖。如果能打破这一障碍，野生物种的基因就能被引入栽培物种，并带来高质量的性状。

通过种间的育种，中国种植的白菜可以从欧洲种植的田间芥菜中获得抗病能力，这最终可能导致十字花科作物的远距离育种。

该论文的第一作者杨琳表示：“通过这种育种技术，我们成功获得了白菜种间和属间杂交胚。它打破了十字花科的障碍，为我们创造新的种质资源奠定了坚实的基础。”

据该杂志的一位匿名评论者说，这项工作在理解十字花科作物的受精机制方面取得了重要进展，这将促进相关领域的讨论和进一步研究。中国热带农业科学院院长黄三文表示:“这项研究也为其他作物利用野生资源提供了新的思路。”