2026年9月10日上午,瑞士苏黎世大学教授、德国国家科学院(Leopoldina)院士Ueli Grossniklaus 教授应邀赴福建农林大学海峡联合研究院(未来技术学院)基因组学研究中心进行学术交流,在未来技术学院学术报告厅(诚D100)作题为《Towards engineering of apomixis in maize》的学术报告。报告由基因组学研究中心主任明瑞光教授主持,院内外师生及科研人员共200多人参加。

Ueli Grossniklaus 教授作学术报告
报告中,Grossniklaus教授围绕玉米无融合生殖(synthetic apomixis)的工程化改造这一核心议题,系统阐述了通过种子实现无性繁殖的遗传调控机制及其在作物育种中的广阔应用前景。无融合生殖(apomixis)是指不经过正常有性生殖过程而通过种子产生克隆后代的繁殖方式,能够有效保持母本的优良基因型和杂合性,因此在固定杂种优势、实现优良杂合基因型的跨代稳定繁殖等方面具有重要的农业应用价值。Grossniklaus教授重点介绍了配子体无融合生殖区别于正常有性生殖的三个关键发育环节:首先,减数分裂被绕过或中止,形成未减数的雌配子体(apomeiosis);其次,未受精的卵细胞自主启动胚胎发生(parthenogenesis);第三,通过相应的发育调控形成具有正常功能的胚乳,从而保证种子的正常发育(functional endosperm development)。围绕上述关键环节,Grossniklaus教授团队利用正向遗传学筛选,在玉米中鉴定出新的减数分裂突变体non-reduction in female 4(nrf4)。该突变体能够高频产生未减数雌配子体,为模拟无融合生殖中的apomeiosis过程提供了重要遗传材料。进一步的遗传分析表明,nrf4对减数分裂的影响较为复杂,可涉及不同形式的染色体分裂恢复,其中部分雌配子能够在避免染色体重组的情况下保持母本遗传组成,为获得克隆后代奠定基础。
在此基础上,研究团队进一步将nrf4介导的未减数配子形成与单倍体诱导等遗传策略相结合,实现了玉米克隆种子的产生,为在玉米中人工构建合成无融合生殖体系提供了重要的概念验证。Grossniklaus教授指出,通过整合正向遗传学筛选、基因组学与分子遗传学工具以及传统育种技术,逐步解析并组合apomeiosis、parthenogenesis和胚乳正常发育等关键模块,有望最终实现杂交种优良基因型和杂种优势通过种子的稳定固定与繁殖,为未来作物育种模式的创新提供新的技术路径。

报告会现场
报告结束后,与会师生积极提问,就玉米减数分裂调控的分子机制、nrf4突变体在不同遗传背景下的稳定性,以及无融合生殖工程化在主要作物中的应用前景等问题与Grossniklaus教授展开了深入的学术交流。Grossniklaus教授结合自身研究经历一一详细解答,并向在场年轻学者分享了正向遗传学筛选与多组学策略整合应用的研究思路与实践心得,激发了与会学生对植物生殖生物学前沿方向的浓厚兴趣。
本次学术报告充分展示了植物生殖发育与无融合生殖工程化研究的最新国际前沿进展,不仅开拓了我校师生在作物无融合生殖研究方面的学术视野,也进一步加深了我中心与国际顶尖科研机构之间的学术交流与合作。我中心将持续秉承开放合作的精神,积极引进海内外高水平学者前来交流,不断推动我中心科研工作迈上新台阶。
报告人简介
Ulrich (Ueli) Grossniklaus 教授现任瑞士苏黎世大学植物发育遗传学教授,并担任植物与微生物生物学系主任。他是欧洲分子生物学组织(EMBO)和德国国家科学院(Leopoldina)院士,并现任国际植物分子生物学协会(IPMB)主席。他长期致力于植物生殖发育的分子与遗传机制研究,重点聚焦细胞间通讯、表观遗传调控以及有性生殖与无融合生殖(即通过种子进行无性繁殖)的发育遗传学。Grossniklaus教授以拟南芥和玉米为主要模式体系,在植物生殖生物学领域做出了多项开创性贡献,包括揭示FERONIA受体激酶介导的信号通路在双受精过程中调控花粉管接收的机制,以及阐明Polycomb家族蛋白MEDEA在基因组印记和胚胎发育中的重要作用。其代表性成果发表于 Science、Nature 和 Cell 等国际顶级期刊,其中包括1998年发现MEDEA基因调控胚胎发育的里程碑式工作、2007年揭示FERONIA介导雌雄配子体互作的研究,以及2024年报道父本信号激活受精后胚乳增殖的最新机制。据Google Scholar统计,其论文总被引超过23,000次,h-index超过80。Grossniklaus教授曾获得欧洲研究委员会(ERC)高级研究资助,主持表观遗传调控等重大研究项目,并长期推动玉米无融合生殖的工程化研究,致力于通过固定杂种优势为作物育种开辟新的技术路径。