中國科學家首次揭秘水稻自私基因

林超

新華社北京6月8日電（記者胡璐、董峻）中國農(nóng)業(yè)科學院的一項最新研究顯示，自私基因系統(tǒng)控制水稻雜種不育性狀，并影響稻種基因組的分化。這一研究成果有望解決秈粳亞種間雜交稻結實率低的難題。
: E3 o- a  }& ?6 U. i　　自私基因是指雙親雜交后，父本或母本中能控制其自身的脫氧核糖核酸（DNA）片段優(yōu)先遺傳給后代的基因。它使親本自身的遺傳信息能更多、更快地復制，并能更多地傳遞給子代。
) j4 x, |' {& B! a6 M) o' _! x　　這項研究由中國工程院院士、中國農(nóng)科院副院長萬建民領銜。據(jù)萬建民介紹，雜交稻對解決我國糧食安全問題作出了巨大貢獻，但如何進一步提高產(chǎn)量，急需尋找新的技術途徑。秈粳亞種間雜交稻比目前的雜交稻能進一步提高單產(chǎn)15%至30%，但存在結實率不高的問題，嚴重制約了其產(chǎn)量的提高。
　　萬建民帶領研究團隊以亞洲栽培稻粳稻品種和南方野生稻為研究材料，系統(tǒng)解析了野生稻與栽培稻間雜種不育問題與遺傳特性。研究發(fā)現(xiàn)，其不育性受水稻自私基因位點qhms7的控制，并發(fā)現(xiàn)它包含三個緊密連鎖的基因ORF1、ORF2和ORF3。在從祖先野生稻到普通野生稻再到亞洲栽培稻的演化過程中，ORF1一直被保留，ORF2從沒有毒性功能逐步演變成有毒性功能，ORF3是在普通野生稻中由ORF1基因復制產(chǎn)生，并獲得解毒功能，在隨后的稻種馴化過程中被選擇傳遞到亞洲栽培稻品種。
, Y  s8 j3 B6 A2 e+ K( X6 e　　研究表明，粳稻品種同時攜帶毒性的ORF2和解毒的ORF3，而南方野生稻只含有無毒性的ORF2，在其雜種F1中，攜帶南方野生稻基因型的花粉因缺乏ORF3保護而死亡，攜帶粳稻品種基因型的花粉因有ORF3保護而存活，最終導致后代中沒有純合的南方野生稻基因型個體存在。
- C3 l4 f& @6 ~7 a8 z- Y( g　　“深入了解水稻雜種不育的分子遺傳機理后，可以利用基因編輯技術實現(xiàn)秈粳交雜種優(yōu)勢的有效利用，為秈粳亞種間雜交稻品種的培育提供基礎。”萬建民說。
　　這項研究是由中國農(nóng)科院與南京農(nóng)業(yè)大學共同合作完成的，同時受到中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程的大力支持。研究成果日前刊登在國際知名學術刊物《科學》上。