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我国科学家破解水稻生殖隔离之谜,杂交水稻或将增产15%以上

发布:2023/8/11 来源:澎湃新闻 作者:央视新闻 浏览:877

   近日,由中国工程院院士万建民领衔的中国农业科学院作物科学研究所和南京农业大学科研团队合作,解开了水稻生殖隔离之谜,成功克隆了控制生殖隔离的关键基因并阐明了分子机理,同时揭示了基因的演化规律以及其在不同水稻种质资源之间的分布。该研究为利用亚种间杂种优势培育高产品种提供了理论和技术支撑。相关成果于7月26日23时在《CELL(细胞)》发表。

   作物杂种优势利用是大幅提高粮食产量的重要途径。水稻分籼稻和粳稻两个亚种,我国南方多种植籼稻,北方多种植粳稻。籼稻有比较好的耐热性,同时抗病抗虫,粳稻有比较好的耐寒性,同时也有比较好的品质等等。上世纪七十年代以来,袁隆平先生研发的杂交水稻主要是利用籼稻亚种内的杂种优势,实现了水稻大幅增产,带来第二次“绿色革命”,为我国乃至世界粮食安全做出了突出贡献。


   籼稻(广陆矮4号)和粳稻(台中65)杂交F1表现出严重的杂种不育现象,严重限制了籼稻和粳稻杂种优势的利用(中国农业科学院作物科学研究所供图)

   如果籼稻和粳稻亚种间能育成超级杂交稻,专家预测,可以比现有杂交水稻增产15%以上,因此如何利用亚种间的超强优势一直受到育种家的关注。然而,籼稻和粳稻之间存在严重的生殖隔离,其杂交种常表现出杂种不育现象,是阻碍杂种优势利用的最大障碍之一。

   此次研究首次从分子层面阐明了水稻杂种不育的机理,实现了该领域里程碑式的突破。利用该研究的发现,可以通过分子标记辅助选择等手段规避花粉败育问题,从而推进水稻亚种间超强优势利用和高产品种的培育。此外,研究发现还将大大缩短育种时间,提高育种效率。

   农业农村部党组成员、中国农科院院长吴孔明指出,在理论上明确籼稻和粳稻亚种之间的生殖隔离的机理,对新一代籼稻粳稻杂交优势的利用,包括利用籼稻粳稻杂交进行品质改良都有非常大的意义。不光对于水稻,其实对其他作物的杂种优势的理论都有非常重大的意义。

   中国科学院院士刘耀光评价该研究称,“可以说籼粳杂种不育的障碍在若干年内就会得到解决,这是我的一个比较乐观的看法,以后我们的杂交稻的产量会得到更进一步的提高。”

 

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