闡明秈稻粳稻雜種花粉不育分子機(jī)制 我科學(xué)家破解水稻生殖隔離之謎
【科技前沿】
光明日?qǐng)?bào)北京7月27日電(記者楊舒)粳稻和秈稻是水稻的兩個(gè)亞種,二者之間存在生殖隔離現(xiàn)象——雜交后得到的植株,其花粉常常嚴(yán)重不育,影響正常結(jié)籽。這一問(wèn)題長(zhǎng)期困擾著水稻育種家。近日,由中國(guó)工程院院士萬(wàn)建民領(lǐng)銜、中國(guó)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(duì),鑒定并深入解析了引起雜種花粉不育的最主效基因位點(diǎn),破解了水稻生殖隔離之謎,為培育更高產(chǎn)量的雜交水稻品種提供了理論和技術(shù)支撐。
萬(wàn)建民介紹,在育種上,利用作物的雜種優(yōu)勢(shì)正是大幅提高糧食產(chǎn)量的重要途徑。一般來(lái)說(shuō),品種間親緣關(guān)系越遠(yuǎn),雜交優(yōu)勢(shì)越明顯。如果秈稻和粳稻亞種間能育成超級(jí)雜交稻,據(jù)預(yù)測(cè),可以比現(xiàn)有雜交水稻的產(chǎn)量提高15%以上。但秈稻和粳稻之間存在生殖隔離現(xiàn)象,其雜交種上的花粉常表現(xiàn)出不育現(xiàn)象,不能結(jié)籽,嚴(yán)重影響產(chǎn)量。
由此,該研究團(tuán)隊(duì)在全基因組層面尋找引起這種雜種不育的“罪魁禍?zhǔn)住?,最終“鎖定”了其中一個(gè)效應(yīng)最大的基因位點(diǎn)。分析發(fā)現(xiàn),該位點(diǎn)由一對(duì)獨(dú)特的基因組成,它們成對(duì)出現(xiàn),其作用就如“破壞者”和“守衛(wèi)者”。
“破壞者”基因能對(duì)所有花粉產(chǎn)生傷害作用,引起花粉的敗育;而“守衛(wèi)者”基因能阻止“破壞者”基因的傷害作用,使花粉正常發(fā)育。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步詳細(xì)解析了“破壞者”基因和“守護(hù)者”基因在細(xì)胞內(nèi)部具體作用的分子機(jī)制??梢哉f(shuō),該研究首次從分子層面闡明了水稻雜種不育的機(jī)理,實(shí)現(xiàn)了該領(lǐng)域里程碑式的突破。
研究團(tuán)隊(duì)就此解開(kāi)了粳稻和秈稻雜種花粉的不育之謎:這對(duì)基因是在亞洲栽培稻的祖先——普通野生稻中進(jìn)化出來(lái)的。后來(lái),經(jīng)過(guò)人類(lèi)的馴化,這對(duì)基因被一部分秈稻繼承,而粳稻卻沒(méi)有繼承。因此,這對(duì)基因在水稻種間或亞種間的分布不均勻,它們相互雜交時(shí),后代雜交種的部分花粉中不攜帶這對(duì)基因,由此引發(fā)了雜種不育現(xiàn)象。
萬(wàn)建民表示,利用本次研究的發(fā)現(xiàn),可以通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇等手段,規(guī)避花粉敗育而引發(fā)的不育問(wèn)題,從而推進(jìn)水稻亞種間雜交稻高產(chǎn)品種的培育。相關(guān)研究成果7月26日發(fā)表在《細(xì)胞》上。
《光明日?qǐng)?bào)》(2023年07月28日 12版)
版權(quán)聲明:凡注明“來(lái)源:中國(guó)西藏網(wǎng)”或“中國(guó)西藏網(wǎng)文”的所有作品,版權(quán)歸高原(北京)文化傳播有限公司。任何媒體轉(zhuǎn)載、摘編、引用,須注明來(lái)源中國(guó)西藏網(wǎng)和署著作者名,否則將追究相關(guān)法律責(zé)任。
- 和美“湘”村|邵陽(yáng)雙清:山水間走出“幸福路”
- 新華社年中經(jīng)濟(jì)調(diào)研行·聚焦先進(jìn)制造丨東北三省裝備制造業(yè)較快增長(zhǎng)的背后
- 選定洪瑪奈“接棒” 洪森宣布將卸任柬埔寨首相
- “中國(guó)現(xiàn)代文學(xué)館館藏革命文物特展”開(kāi)展 巴金、魏巍手稿等233件文物亮相
- 司法部:建立健全律師行業(yè)東中西部對(duì)口幫扶機(jī)制
- 水利部將洪水防御應(yīng)急響應(yīng)提升至Ⅲ級(jí)
- 國(guó)家防總部署臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”防御工作 提升防汛防臺(tái)風(fēng)應(yīng)急響應(yīng)至二級(jí)
- 我國(guó)金融支持科創(chuàng)強(qiáng)度和水平持續(xù)提升
- 中新網(wǎng)評(píng):中國(guó)正能量,于文脈書(shū)香傳承中綻放
- 【這些文化遺存現(xiàn)今的模樣57】鄭國(guó)渠,治水佳話(huà)今更佳