【科学强国】杂交水稻产量有望破新高！我国科学家破解水稻生殖隔离之谜
2023-08-10 20:13:20来源：科学强国微信公众号
作物杂种优势利用是大幅提高粮食产量的重要途径。如何破解水稻生殖隔离，将籼稻和粳稻杂交培育出新的水稻品种是农业领域多年来难以破解的问题。
图源：中国农业科学院
最新研究成果破解了杂交水稻的生殖隔离难题。
【资料图】
北京时间7月26日23时，国际学术期刊《细胞》在线发表了由中国工程院院士万建民领衔、中国农业科学院作物科学研究所和南京农业大学合作的科研团队研究的最新重大成果，研究阐明水稻杂种不育分子机理，破解水稻生殖隔离之谜。
该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，也为培育更高产量的杂交水稻品种提供了理论和技术支撑，有望推动现有杂交水稻增产15%以上。
水稻分为籼稻和粳稻两个亚种，我国北方多种植粳稻，南方多种植籼稻。
籼稻包含丰富的抗虫、抗病基因；粳稻包含多样的抗寒和优质基因。如何用籼稻和粳稻杂交来培育产量、品质、抗性更好的杂交水稻是农业学领域的疑难问题，一直无法突破——籼稻和粳稻杂交属于远缘杂交，结实率很低，称为生殖隔离现象。因此，目前广泛种植的杂交水稻仅是利用籼稻种内杂交得到的籼型杂交水稻。
20世纪70年代以来，袁隆平院士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。
为攻克这一难题，中国农业科学院和南京农业大学科研团队经过13年合作研究，首先在全基因组层面系统鉴定了引起籼稻和粳稻杂种花粉不育的位点，并对其中一个位于第12号染色体上最主效的位点进行了遗传分析，发现这个位点由紧密连锁的两个基因组成，通过进一步深入解析，首次从分子层面阐明了水稻杂种不育的机理，解开了水稻生殖隔离之谜。
研究团队同时还分析了这对基因在水稻中的起源及其分布。这项研究的发现，可以通过分子标记辅助选择等手段规避花粉败育问题，推进水稻亚种间超强优势利用和高产品种的培育。
新的研究在农业领域是里程碑式的成就，为水稻亚种间杂种优势培育高产品种提供了重要理论和技术支撑，未来水稻产量也将实现更大提升。
资料来源：央视新闻、中国青年报、光明网等
整理：李熙
编辑：赵狄娜
审核：龚紫陌
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