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水稻基因破“矛”立“盾”披“甲”之战

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在稻属的24个种里面,被人类驯化栽培的仅有亚洲栽培稻和非洲栽培稻。如果能让产量高、品质好的亚洲栽培稻和抗性好的非洲栽培稻联姻,把各自的优点集于一身,就有望培育出更高产稳产的水稻新品种。

然而,二者间存在严重的生殖隔离。8月28日,《科学》杂志发表的中国工程院院士、南京农业大学教授万建民团队的最新研究成果给这道屏障撕开了一道关键裂口。

亚洲栽培稻(右)、非洲栽培稻(左)及其杂种F1代(中)的田间表型。受访者供图

该项研究克隆了控制亚洲栽培稻与非洲栽培稻杂交花粉不育的主效位点RHS3,首次鉴定出由“矛”(MAO)、“盾”(DUN)和“甲”(JIA)组成的精密遗传冲突系统,阐明其调控亚、非栽培稻杂种花粉不育的分子机制。这一发现为打破水稻种间生殖屏障、培育超高产亚非杂交稻新品种提供了重要的理论基础和种质资源。

博士们的接力课题

“我从1991年开始研究‘水稻杂种优势利用’难题,这后来也变成了团队延续了30年的科研梦想。”在论文通讯作者万建民团队的研究框架里,水稻杂种优势利用被视为“三步走”的战略。

第一步是利用籼稻和籼稻亚种内的杂种优势,这一步早已实现;第二步是利用籼稻和粳稻亚种间的杂种优势,相关工作已在《细胞》等期刊陆续发表;第三步,就是利用亚洲栽培稻和非洲栽培稻的种间杂种优势——这是更难啃的硬骨头,也是万建民自2000年回国组建团队以来就锚定的方向。

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