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[光明网] 破解水稻种间生殖隔离谜题 院士团队发现一关键“元件”

发布时间:2023-11-22 |来源: 光明网|作者:宋雅娟 肖春芳
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水稻是我国第一大口粮作物,全国六成人口以它为主食。水稻的产量对保障我国的粮食安全至关重要。当前水稻产量徘徊不前,亟需寻找新的增产途径。水稻种间杂交杂种优势强大。然而,水稻杂种杂交在育种和改良过程中,却有一个难以突破的障碍——栽培稻和野生稻之间存在严重的生殖隔离。

栽培稻和野生稻,虽然都属于稻属植物,但它们之间存在着显著的差异。栽培稻经过人类的驯化和改良,具有较高的产量和优良的性状。而野生稻则保留了原始的、自然进化的特点,拥有许多栽培稻所没有的优异性状,如抗病虫、耐逆等性状。然而,由于生殖隔离的存在,栽培稻和野生稻无法进行基因交流,这使得野生稻中的许多优良基因无法被利用。

为了破解这个难题,中国农业科学院作物科学研究所的万建民院士带领的科研团队和南京农业大学合作,发现了一个控制水稻种间生殖隔离的新位点。这个新位点是由两个紧密连锁的基因组成的,它们像是一对亲“兄弟”,分别发挥“毒药”和“解毒”的功能。

水稻杂种.jpg

在这两个紧密连锁的基因中,一个基因(HPT)制造“毒药”,专门攻击滇粳优1号(DJY1)基因型的花粉,导致其花粉败育。而另一个基因(HPA)则负责解“毒”,保护携带其基因型的花粉不受影响。

这项研究为我们揭示水稻杂种不育的分子遗传机制奠定了理论基础。这意味着未来我们有可能人为地操纵这两个基因,让栽培稻和野生稻进行基因交流,从而发掘利用野生稻中的优良等位变异基因,改良水稻品种,提高产量和品质。这就像是一把解锁的钥匙,为进一步解析杂种不育分子机制和野生稻种质资源利用打开了一扇大门。


(单位: 中国农业科学院作物科学研究所)
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