水稻自私基因首次被发现

2018年06月09日12:34  来源:深圳商报
 
原标题:水稻自私基因首次被发现

  中国农业科学院的一项最新研究显示,自私基因系统控制水稻杂种不育性状,并影响稻种基因组的分化。这一研究成果有望解决籼粳亚种间杂交稻结实率低的难题。

  自私基因是指双亲杂交后,父本或母本中能控制其自身的脱氧核糖核酸(DNA)片段优先遗传给后代的基因。它使亲本自身的遗传信息能更多、更快地复制,并能更多地传递给子代。

  这项研究由中国工程院院士、中国农科院副院长万建民领衔。据万建民介绍,杂交稻对解决我国粮食安全问题作出了巨大贡献,但如何进一步提高产量,急需寻找新的技术途径。籼粳亚种间杂交稻比目前的杂交稻能进一步提高单产15%至30%,但存在结实率不高的问题,严重制约了其产量的提高。

  研究团队以亚洲栽培稻粳稻品种和南方野生稻为研究材料,系统解析了野生稻与栽培稻间杂种不育问题与遗传特性。研究发现,其不育性受水稻自私基因位点qhms7的控制,并发现它包含三个紧密连锁的基因ORF1、ORF2和ORF3。在从祖先野生稻到普通野生稻再到亚洲栽培稻的演化过程中,ORF1一直被保留,ORF2从没有毒性功能逐步演变成有毒性功能,ORF3是在普通野生稻中由ORF1基因复制产生,并获得解毒功能,在随后的稻种驯化过程中被选择传递到亚洲栽培稻品种。

  研究表明,粳稻品种同时携带毒性的ORF2和解毒的ORF3,而南方野生稻只含有无毒性的ORF2,在其杂种F1中,携带南方野生稻基因型的花粉因缺乏ORF3保护而死亡,携带粳稻品种基因型的花粉因有ORF3保护而存活,最终导致后代中没有纯合的南方野生稻基因型个体存在。

  “深入了解水稻杂种不育的分子遗传机理后,可以利用基因编辑技术实现籼粳交杂种优势的有效利用,为籼粳亚种间杂交稻品种的培育提供基础。”万建民说。

  这项研究是由中国农科院与南京农业大学共同合作完成的,同时受到中国农科院科技创新工程的大力支持。研究成果日前刊登在国际知名学术刊物《科学》上。(新华)

(责编:李语、陈育柱)
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