小桐子（Jatropha curcas）又名麻疯树，是大戟科多年生木本油料植物，因其种子含油量高（30-40%），是生产生物柴油的理想原料。适合在热带干旱地区种植，且不与粮食作物竞争。然而，受遗传多样性限制，小桐子表现出晚熟、产量不稳定及抗逆性不足等问题，限制了其商业化发展。近年来，小桐子根腐病在多个种植区域广泛发生，导致叶片脱落、茎腐烂和产量下降，影响了小桐子的规模化种植。

为应对这些挑战，中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）唐明勇研究团队提出了一种创新的育种策略，叠加了传统育种和分子育种等方法将转基因技术与种间杂交相结合，将早熟的转基因小桐子与其同属麻疯树属的近源种日日樱（Jatropha integerrima）进行种间杂交和回交，以期缩短育种周期并加速定向育种进程，同时提高抗病性。

研究团队前期通过超量表达JcFT基因，培育出早花转基因小桐子（JcFT-OE），其开花时间提前至2周左右，这一特性显著缩短了育种周期。科研人员将JcFT-OE与日日樱进行种间杂交，获得的杂交F1代表现出与母本一致的早花性状，抗病性强，但结实率极低。为了解决结实问题，进一步以JcFT-OE为母本，杂交F1为父本开展回交实验，结果显示回交第一代（BC1代）出现高度分离，部分株系几乎不结实，部分株系显著提高了种子产量，其中BC1-3株系的产量显著高于其他株系和双亲。此外，F1和BC1代植物表现出比野生型更强的根腐病抗性。进一步分析，发现杂交和回交子代的木质部比例和茎木质素含量显著高于野生型和JcFT转基因小桐子。基因表达分析结果显示，与病原体防御相关的基因（如PR1-1、PR1-2）、茉莉酸生物合成基因（如AOS1、LOX2-1）以及木质素生物合成基因（如PAL1/2、4CL1/2）在抗病株系中显著上调。BC1代植物的种子油含量和脂肪酸组成介于双亲之间，主要包含亚油酸（C18:2）、油酸（C18:1）和棕榈酸（C16:0）。因此，BC1-3株系的根腐病抗性、种子产量和油含量均表现出优异的农艺性状。

该研究成功将转基因技术和种间杂交应用于大戟科麻风树属的遗传改良，为多年生木本植物的育种提供了新的思路。超量表达JcFT基因能够加速优良品种的选育进程。种间杂交和回交策略成功整合了早花、高产和抗病等优良性状。为小桐子的高产和抗病育种提供了重要的理论支持，也为其他木本植物的遗传改良提供了借鉴。

相关研究结果以Fusion of transgene and interspecies hybridization enhances seed yield and root rot disease resistance in Jatropha curcas为题发表在植物学期刊Physiologia Plantarum。版纳植物园博士后白雪为该文的第一作者，热带资源植物分子育种研究组唐明勇副研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目和云南省基础研究项目的资助。

图1转基因小桐子与日日樱种间杂交后代

 图2与JcFT-OE回交的BC1代植株遗传了转基因小桐子的早花特性

 图3杂交和回交后代遗传了日日樱的抗根腐病特性