TAG | 中国农业科学院蔬菜花卉研究所首次发现甘蓝显性雌性不育基因，构建新型双不育杂种生产体系

       结球甘蓝是十字花科芸薹属的重要蔬菜作物，杂种优势明显，生产上用种大多是雄性不育系配制的杂交种。采用雄性不育系生产杂交种的过程中父本的去除至关重要，费时费工。因此理想的解决方法是父本采用雌性不育单株，使父本没有自交的可能，即可不拔除父本，减少拔除父本的投入。此外，雌性不育还有利于保护父本的知识产权。然而，目前甘蓝中尚未见雌性不育的报道。

       近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所张扬勇研究员团队联合南京农业大学侯喜林教授团队在《Theoretical and Applied Genetics》在线发表了题为“Fine mapping of the dominant female sterility gene and novel model of hybrid seed production in cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata)”的研究论文，发现并挖掘出了甘蓝中首个显性雌性不育基因，提出了一个新型的双不育系杂交制种体系。

       该研究在甘蓝与甘蓝型油菜远缘杂交后代中发现一个自然突变体5GH12-279，该突变体无法形成雌蕊导致雌性不育。此外，在一个稳定的低温20°C±2°C 或一个稳定的高温32°C±2°C下，该突变体可以长出雌蕊，从而实现自交授粉。遗传分析结果表明，该性状受单显性核基因控制。

       通过BSA-seq和图位克隆，研究人员将候选基因精细定位在C02染色体上的108-kb区间内。结合基因功能注释、表达分析和序列变异分析，预测Bo2g005230为候选基因，并将其重命名为BoLMI1c。该基因是拟南芥LATE MERISTEM IDENTITY1 (LMI1) 的同源基因。序列分析发现，突变体5GH12-279中BoLMI1c基因内发生了同源交换，产生了新的融合转录本。研究人员设计了分子标记辅助筛选引物NS230-1F/1R和NS230-2F/2R，实现甘蓝显性雌性不育单株的早期选育，提高育种效率。

       基于此，研究团队提出了一种新的杂交制种体系——双不育系杂交制种体系。即利用细胞质雄性不育系作母本，纯合的显性雌不育系作父本进行杂交。由于父本雌性不育，无法自交结籽，所有收获的种子均为杂交种，从而实现混播混收和全程机械化制种，无需人工拔除父本。

       该研究首次报道了甘蓝显性雌性不育突变体及甘蓝显性雌性不育基因的精细定位，为甘蓝及其他作物的杂交育种提供了宝贵的显性雌不育种质资源和新思路，有利于推动蔬菜杂交制种的机械化、轻简化发展。

       中国农业科学院及南京农业大学联培博士生任文静、中国农业科学院蔬菜花卉研究所博士生司劲超和硕士生李嘉敏为本文共同第一作者。中国农业科学院蔬菜花卉研究所张扬勇研究员和南京农业大学侯喜林教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（32172578），国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目（CARS-23）及中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-IVFCAAS）项目的资助。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-025-05002-x