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新華社北京7月27日電 近日，由萬建民院士領(lǐng)銜、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)合作的科研團(tuán)隊(duì)，闡明了秈稻、粳稻雜種不育分子機(jī)理，破解水稻生殖隔離之謎。這項(xiàng)研究為利用亞種間雜種優(yōu)勢培育高產(chǎn)品種提供了重要理論和技術(shù)支撐。

這是記者27日從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院了解到的消息。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《細(xì)胞》上。

據(jù)中國工程院院士萬建民介紹，作物雜種優(yōu)勢利用是大幅提高糧食產(chǎn)量的重要途徑。我國北方多種植粳稻，南方多種植秈稻。上世紀(jì)70年代以來，袁隆平院士研發(fā)的雜交水稻主要是利用秈稻亞種內(nèi)的雜種優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了水稻大幅增產(chǎn)。

“一般來說，品種間親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，雜交優(yōu)勢越明顯。如果秈稻和粳稻亞種間能育成超級(jí)雜交稻，據(jù)預(yù)測，可以比現(xiàn)有雜交水稻增產(chǎn)15%以上。如何利用亞種間的超強(qiáng)優(yōu)勢一直受到育種家的關(guān)注?！比f建民說，然而秈稻和粳稻之間存在嚴(yán)重的生殖隔離，其雜交種常表現(xiàn)出雜種不育現(xiàn)象，是阻礙雜種優(yōu)勢利用的最大障礙之一。

據(jù)了解，這項(xiàng)歷時(shí)13年完成的研究成果，首先在全基因組層面系統(tǒng)鑒定了引起秈稻和粳稻雜種花粉不育的位點(diǎn)，并對(duì)其中一個(gè)位于第12號(hào)染色體上最主效的位點(diǎn)進(jìn)行了遺傳分析，發(fā)現(xiàn)這個(gè)位點(diǎn)由緊密連鎖的兩個(gè)基因組成，進(jìn)一步的深入解析首次從分子層面闡明了水稻雜種不育的機(jī)理，解開了水稻生殖隔離之謎。研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)還分析了這對(duì)基因在水稻中的起源及其分布。利用這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)，可以通過分子標(biāo)記輔助選擇等手段規(guī)避花粉敗育問題，推進(jìn)水稻亞種間超強(qiáng)優(yōu)勢利用和高產(chǎn)品種的培育。

“破解秈稻和粳稻亞種間的生殖隔離，將有望實(shí)現(xiàn)水稻單產(chǎn)的再次飛躍。這項(xiàng)成果讓我們距離這一天又前進(jìn)了一大步。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黨組成員、中國農(nóng)科院院長吳孔明說。

吳孔明表示，這是中國農(nóng)科院既聚焦基礎(chǔ)前沿、又面向國家重大需求的又一項(xiàng)重大標(biāo)志性成果?？蒲腥藛T要繼續(xù)瞄準(zhǔn)世界科學(xué)前沿問題和育種生產(chǎn)實(shí)際問題，力爭在種業(yè)科技原始創(chuàng)新和關(guān)鍵基因、資源和技術(shù)等方面取得更大突破。