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破解水稻種間生殖隔離謎題 院士團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)一關(guān)鍵“元件”

2023-11-28 14:13:14   

水稻是我國第一大口糧作物,全國六成人口以它為主食。水稻的產(chǎn)量對保障我國的糧食安全至關(guān)重要。當(dāng)前水稻產(chǎn)量徘徊不前,亟需尋找新的增產(chǎn)途徑。水稻種間雜交雜種優(yōu)勢強大。然而,水稻雜種雜交在育種和改良過程中,卻有一個難以突破的障礙——栽培稻和野生稻之間存在嚴(yán)重的生殖隔離。

栽培稻和野生稻,雖然都屬于稻屬植物,但它們之間存在著顯著的差異。栽培稻經(jīng)過人類的馴化和改良,具有較高的產(chǎn)量和優(yōu)良的性狀。而野生稻則保留了原始的、自然進(jìn)化的特點,擁有許多栽培稻所沒有的優(yōu)異性狀,如抗病蟲、耐逆等性狀。然而,由于生殖隔離的存在,栽培稻和野生稻無法進(jìn)行基因交流,這使得野生稻中的許多優(yōu)良基因無法被利用。

為了破解這個難題,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所的萬建民院士帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)合作,發(fā)現(xiàn)了一個控制水稻種間生殖隔離的新位點。這個新位點是由兩個緊密連鎖的基因組成的,它們像是一對親“兄弟”,分別發(fā)揮“毒藥”和“解毒”的功能。

破解水稻種間生殖隔離謎題 院士團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)一關(guān)鍵“元件”

在這兩個緊密連鎖的基因中,一個基因(HPT)制造“毒藥”,專門攻擊滇粳優(yōu)1號(DJY1)基因型的花粉,導(dǎo)致其花粉敗育。而另一個基因(HPA)則負(fù)責(zé)解“毒”,保護(hù)攜帶其基因型的花粉不受影響。

這項研究為我們揭示水稻雜種不育的分子遺傳機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ)。這意味著未來我們有可能人為地操縱這兩個基因,讓栽培稻和野生稻進(jìn)行基因交流,從而發(fā)掘利用野生稻中的優(yōu)良等位變異基因,改良水稻品種,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。這就像是一把解鎖的鑰匙,為進(jìn)一步解析雜種不育分子機(jī)制和野生稻種質(zhì)資源利用打開了一扇大門。

來源:光明網(wǎng)
編輯:張靜
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