杂交不成功的原因：母体小RNA

母株决定杂交种子的命运。

　　

植物育种家的目标是培育具有抗逆性和高质量的作物，他们经常将不同物种的植物杂交，以转移理想的性状。然而，他们经常遇到一个主要的障碍：杂交种子失败。这种繁殖障碍经常阻止近亲物种产生有活力的种子。马克斯普朗克分子植物生理学研究所的一项新研究通过确定小RNA分子在这一过程中的关键作用，为这一挑战提供了见解。这些发现可能为未来更成功的杂交铺平道路。

当杂交种子发育失败时，原因往往在于胚乳——植物种子中的一种组织，它为生长中的胚胎提供营养，就像胎盘滋养哺乳动物的胚胎一样。没有胚乳的正常发育，种子就不能存活。

Claudia Köhler研究小组领导的一项新研究在十字花科植物中取得了重要发现，十字花科植物包括芥菜、西兰花、油菜籽和其他重要作物。该研究揭示了杂交种子失败与母体小RNA缺乏之间的密切联系。这些微小分子从母体植物转移到胚乳，并控制胚乳中的基因活性。

异常的基因表达停止了发育

当种子中的基因表达异常时，种子发育停止，最终导致其死亡。该研究的主要作者Katarzyna Dziasek说：“我们的研究结果表明，母体提供的小RNA的剂量可以决定杂交种子是否生长。通过控制这些RNA分子的水平，我们可能能够提高杂交种子的存活率，并克服长期以来阻碍不同植物物种之间成功繁殖的障碍。”

有趣的是，这种机制并不局限于植物。果蝇也有类似的杂交发育不良现象。在这种情况下，来自母亲的小RNA可以防止父亲的遗传物质偏离太多而发生的遗传疾病。因此，在植物和动物中，母体小RNA在杂交中决定物种相容性方面起着关键作用。关于这些小RNA是如何产生并从母体植物转移到胚乳的关键问题仍然存在，目前正在马克斯普朗克分子植物生理学研究所Claudia Köhler的实验室进行研究。

由于植物育种家不断面临杂交种子失败的挑战，本研究为加强物种间有益性状的转移提供了一条有希望的新途径。通过了解杂交种子失败背后的分子机制，育种者可能能够开发出更有弹性的作物，从而更好地抵御环境压力，提高产量，并保持生物多样性。