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    一堆是粒短且堊白多，一堆是米粒細長且晶瑩剔透的稻米，從中國水稻研究所王躍星博士給記者提供的兩堆稻米的外觀看，絕對是兩個截然不同的品種。其實，后者只是比前者多導入了一個神奇的基因——GrainLengthon?Chromosome7（GL7）。

    GL7粒長基因的獲得

    據了解，國家一級優質秈稻粒長標準是米粒長寬比≥3.0，然而不要小看3.0這個標準值，就好像奧運會百米跑道上0.01秒的突破，在稻米粒長復雜而精確的遺傳調控機制前，即便是2.9與3.0，也是差之毫厘失之千里。中國水稻研究所超級稻種質創新團隊為此奮斗了10余年。

    時間要追溯到2003年。隨著稻米市場的開放，消費者對優質米的要求不僅局限于口味適合，而且要求外形美觀。于是，中國水稻研究所超級稻種質創新團隊將目標定向了粒長基因。

    中國水稻研究所研究員朱旭東從四川省引進了一批材料，并給這些材料編號為P1、P2、P3……此后，在大規模配組試驗中，發現了一個具備優良粒長外觀品質的秈稻品種——P13。將P13與日本品種“日本晴”雜交，雜種F1代出現了長粒的表型。鑒于此，科學家進一步通過基因和表型的關聯分析在P13中發現了GL7基因。隨后的10余年，研究團隊通過分子標記、基因克隆等技術手段，成功克隆了GL7基因。

    “美國作為稻米出口大國，特別關注稻米的商品品質，與絕大多數短圓狀的粳稻不同，美國的長粒粳稻米粒細長有光澤。”中國水稻研究所超級稻種質創新團隊首席研究員錢前告訴記者，“因此，對其粒形調控基因的克隆和功能研究有助于高產優質水稻新品種的培育。”

    于是，2012年前后，研究團隊便開始了系統的研究。研究發現，在大多數美國長粒粳稻品種中，GL7位點發生了17.1kb的DNA大片段串聯重復，這一基因組結構變異導致了GL7基因表達量的上升，同時還引起了其臨近的負調控因子表達的下調，引起粒長增加，堊白度和堊白粒率降低，從而顯著改善稻米外觀品質，揭示了美國長粒粳稻粒長復雜而精確的遺傳調控機制。

    “≥3.0”不以犧牲產量為代價

    隨著產量逐步增加，籽粒單粒重逐步增大，雜交水稻在我國南方稻區的推廣已經占到了70%以上。然而，“許多品種的外觀品質難以達到常規稻的水準，尤其是一些配合力強、制種產量高的不育系，如II-32A、優IA、龍特浦A等，其所配置的雜交稻在稻米品質上根本無法達到國家優質秈稻標準。”錢前說，“高產和優質并不矛盾，卻很難兼顧。”

    那么，什么才算得上外觀品質優？“按照國家一級優質秈稻外觀品質標準要求，米粒細長（長寬比≥3.0）、堊白粒率在10%以下。”錢前介紹。

    怎么才能得到優質又高產的秈稻？“我們通過對96個品種序列分析證實，“粵豐”等廣東優質秈稻品種品質好的重要原因是由于同時聚合了GL7等優勢位點。”王躍星告訴記者，“可以說，導入GL7基因后的秈稻產量保持不變，而粒長會增長，堊白度和堊白粒率會降低，基本都能達到一級優質米標準。”

    據了解，在印度人最喜愛的印度香米中一種谷粒改良基因使得產量下降了14%，而GL7基因的神奇之處就在于，是在保持高產量的同時提高品質。“將GL7導入高產秈稻‘T461’后，育成的優質品種‘夏禾’同時兼顧高產和優質的特性。”王躍星說，“我們做了大量的類似實驗，結果都是一致的。”

    “≥3.0”與口感的兩全

    一碗普通圓粒粳米飯賣2元，一碗長粒粳米飯賣4元，你會怎么選？隨著人們生活水平的提高，對于作為一日三餐主食的大米的品質要求也越來越高，并且需求也在逐漸變化，具有粘軟口感的長粒粳稻品種當然是首選。

    可見，水稻粒形已經成為重要的水稻育種農藝性狀，以市場為導向的育種將會向著大有可為的長粒粳稻轉變。

    “這一基因可通過促進縱向細胞分裂超過橫向細胞分裂，來誘導稻米形狀發生根本改變。由于GL7是顯性基因，使得可以利用它來構建出雜交品種。而鄰近的一個基因編碼了一種參與將DNA轉錄為RNA的蛋白質，其抑制了這一效應，則可讓其喪失功能。”王躍星從基因遺傳學的角度分析了粒形變化的機理，“將GL7基因通過雜交育種導入北方粳米品種中，為達到外觀品質與口感的完美結合提供了快速可靠的途徑。目前能確定的是粳稻的外觀品質絕對可以得到改良，但是否能百分之百達到‘≥3.0’還沒有定論。”

    采訪到最后，錢前感慨，期待在不久的將來，通過GL7基因的開發利用，市場上將有更多外觀優異的長粒粳稻大米出現。