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填补百年空白，我国科学家首次揭秘向日葵卵细胞孤雌生殖现象

来源：花匠小妙招时间：2025-07-16 09:17

近日，《自然》杂志刊发了一项由中国科学家吕建、梁大伟带领的团队完成的突破性研究。他们首次在向日葵中揭示了单倍体卵细胞孤雌生殖现象，这一发现不仅改写了植物生殖发育理论，更为全球向日葵育种效率的提升提供了技术支撑。

这项研究始于一个意外的发现。2016年，研究团队试图通过脂肪酸类化合物处理向日葵花粉和玉米花粉，以诱导远缘杂交。然而，在对照实验中，他们发现未经授粉的细胞质雄性不育系向日葵竟然结出了种子。这一异常现象引发了团队的警觉，因为这与传统的双受精理论不符。

为了验证猜想，团队展开了长达九年的科研探索。他们通过严格的实验设计，证实了部分向日葵品系具备“卵细胞自主发育成单倍体种子”的能力。这一发现不仅填补了发育生物学领域的空白，更为植物生殖机制的研究开辟了新方向。

研究团队通过表型筛选而非基因编辑手段，在常规育种材料中发现了天然孤雌生殖特性。这表明自然界中可能还存在更多未被识别的生殖策略。《自然》评审人高度评价了这一发现的科学价值，称其为单倍体技术领域近十年来最具原创性的突破。

这一发现对向日葵育种技术的革新具有重要意义。传统向日葵育种需要5—6年时间，而这项技术有望将育种周期缩短至3年。通过诱导单倍体种子、优化萌发技术和染色体加倍方案，团队已初步实现了双单倍体（DH）植株的规模化生产。这为抗病、耐旱品种的选育提供了更快捷的技术路径。

目前，研究团队已对关键技术提交了专利申请，并计划于2025年启动全球PCT布局。然而，技术的普适性仍是一个挑战。团队下一步将联合全球育种网络，攻关向日葵双单倍体技术，并致力于定位关键基因，以设计出适应不同作物的“生殖开关”，这将是育种技术的一场范式革命。

从温室里的意外发现，到登上顶级学术殿堂，这项研究不仅印证了基础科学对产业变革的源头价值，也为粮食安全和气候变化挑战提供了新的解决方案。正如吕建所言：“科学需要忍受‘无用之美’的寂寞，但产业终将回报那些坚持追问自然奥秘的人。”

这项研究的成果不仅为植物生殖生物学领域带来了颠覆性认知，更为全球农业和育种技术的未来发展指明了方向。

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