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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，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。”萬建民說，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，這項歷時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，并對其中一個位于第12號染色體上最主效的位點進(jìn)行了遺傳分析，發(fā)現(xiàn)這個位點由緊密連鎖的兩個基因組成，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)隊同時還分析了這對基因在水稻中的起源及其分布。利用這項研究的發(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，將有望實現(xiàn)水稻單產(chǎn)的再次飛躍。這項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重大標(biāo)志性成果。科研人員要繼續(xù)瞄準(zhǔn)世界科學(xué)前沿問題和育種生產(chǎn)實際問題，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。