9月3日，記者從湖北大學獲悉，該校生命科學學院羅盼副教授團隊合作研究成果突破了全球育種領域數十年技術瓶頸，為實現高效育種提供全新路徑。日前，相關成果在《細胞》上發表。
20世紀60年代以來，育種學家致力于利用脅迫處理（如高溫、營養饑餓等）誘導植物小孢子（未成熟花粉）轉變發育命運，從配子體途徑重編程為胚胎發生通路，從而獲得單倍體植株。該策略可顯著加快作物自交系制備和品種改良進程，已應用于油菜、煙草、小麥等作物。
但傳統方法必須經過特定的脅迫處理，存在基因型依賴性強、誘導效率低等問題，難以實現大規模推廣應用。脅迫處理如何改變細胞命運，其重編程的分子機制如何，長期以來困擾著幾代科學家，迄今仍知之甚少，成為制約該領域發展的“卡脖子”難題。
研究發現，在傳統脅迫處理下，小孢子中會特異性誘導表達轉錄因子BABY BOOM（BBM）。進一步實驗表明，僅在煙草和水稻小孢子中異位表達BBM即可在無脅迫條件下誘導其命運轉變和胚胎發生，說明BBM是脅迫誘導重編程中的關鍵調控因子。進一步研究鑒定出一個新的BBM下游作用因子BAR1，其表達同樣可獨立啟動小孢子的胚胎化進程，發揮與BBM類似的細胞命運重編程激活功能。
羅盼介紹，該研究提出并驗證了一個保守的BBM-BAR1調控模塊，可直接驅動小孢子由配子體發育途徑轉向胚胎發生途徑，打破了傳統體系中對脅迫處理的依賴。這揭示了小孢子命運重編程的關鍵分子機制，建立一個無需脅迫處理即可在體內高效誘導單倍體的新技術。
該機制不僅拓展了對植物細胞命運可塑性的基礎認知，也為高效率、低依賴、跨物種的單倍體育種技術提供理論基礎和實踐路徑，在解析細胞命運調控機制和單倍體育種技術領域取得重要突破，在現代作物育種和種質創新中具有廣泛應用前景。
據悉，羅盼副教授與武漢大學赴貴州師范大學幫扶團的孫蒙祥教授為該論文共同通訊作者，湖北大學為共同通訊單位。
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