解放日报供本报专稿 日后盘中餐,粒粒皆变宽。记者从中科院上海生科院植物生理生态所获悉,在与水稻产量相关的功能基因研究上,该所林鸿宣研究组取得突破性进展:成功克隆控制水稻粒重的基因GW2,这把拥有自主知识产权的“基因钥匙”,在高产分子育种方面显示出重要应用前景。相关论文本月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然·遗传学》。
要在水稻约4万个基因中,找到有助于解决粮食问题的基因可谓“大海捞针”。其中,“粒重基因”作为决定水稻产量的要素之一,正成为国际研究热点。而此次我国科学家找到的基因,不仅属新发现,还明确了其分子遗传调控机理。
野生稻种的稻粒都很小,既保证了其种子数量,又便于传播,但这种“本性”并非人类所愿。林鸿宣研究组经多年研究,从多个控制水稻粒重的基因中发现GW2为“主效基因”。该基因能加快谷粒颖壳的细胞分裂,增加细胞数目,使颖壳这一“容器”变大,从而增加谷粒宽度、粒重及产量。
科研人员将大粒品种的GW2基因导入小粒品种,培育成新株系,并与小粒品种进行比较试验。结果表明,新株系每穗的粒数虽减少了29.9%,但粒重增加了49.8%,因此单株产量仍增加近两成。从外观上看,大粒的粒径变得更宽,体积是小粒的1.5倍左右。专家表示,下一步在小区试验田中的较大面积播种,才能验证其亩产提高幅度有多少。
《自然·遗传学》杂志的3位国际评审人对这项研究一致给予高度评价,称“这是一项在水稻产量育种史上有重要意义的工作”。
图为:小粒品种(左)经辅助育种后,米粒个头明显长大(右)。