近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬(wàn)建民院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)合作克隆了栽培稻和南方野生稻種間雜交不育新位點(diǎn)，揭示了兩個(gè)緊密連鎖的基因組成一個(gè)毒藥-解毒元件，可選擇性敗育不包含該元件的花粉，進(jìn)而控制水稻種間的生殖隔離。該研究對(duì)進(jìn)一步解析雜種不育機(jī)制和野生稻種質(zhì)資源利用具有重要意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然通訊（Nature Communications）》上。
水稻是我國(guó)第一大口糧作物，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。野生稻是水稻栽培品種的祖先種，攜帶了大量?jī)?yōu)異性狀等位基因，是現(xiàn)代品種遺傳改良和雜種優(yōu)勢(shì)利用的寶貴資源。栽培稻和野生稻之間存在嚴(yán)重的生殖隔離，極大限制了野生稻種質(zhì)資源的利用。因此，克隆栽培稻和野生稻之間的雜種不育新基因?qū)σ吧举Y源利用和水稻品種改良具有重要意義。
據(jù)介紹，萬(wàn)建民院士團(tuán)隊(duì)以南方野生稻和栽培稻“滇粳優(yōu)1號(hào)”（DJY1）為親本，構(gòu)建了僅在第一條染色體上包含野生稻片段的近等基因系（NIL-qHMS1）。對(duì)不同的遺傳群體基因型鑒定，發(fā)現(xiàn)雜種一代的花粉中DJY1基因型的花粉敗育。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該近等基因系qHMS1位點(diǎn)由HPT和HPA兩個(gè)基因組成，分別發(fā)揮毒藥和解毒功能，選擇性地?cái)∮鼶JY1基因型的花粉。轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，毒藥基因可能通過(guò)影響淀粉合成相關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)而導(dǎo)致DJY1型花粉敗育。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該位點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)室前期發(fā)表的“自私基因”位點(diǎn)在調(diào)控雜種花粉育性方面具有遺傳累加效應(yīng)。
據(jù)悉，該研究是萬(wàn)建民院士團(tuán)隊(duì)繼克隆水稻“自私基因”，破解水稻生殖隔離之謎后，在水稻雜種不育領(lǐng)域取得的又一重要進(jìn)展，為系統(tǒng)解析水稻雜種不育的分子遺傳機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。（工人日?qǐng)?bào)客戶端記者 黃哲雯 通訊員 衛(wèi)斐）
