近日，由万建民院士领衔、中国农业科学院作物科学研究所和南京农业大学合作的科研团队，阐明了籼稻、粳稻杂种不育分子机理，破解水稻生殖隔离之谜。这项研究为利用亚种间杂种优势培育高产品种提供了重要理论和技术支撑。
这是记者27日从中国农业科学院了解到的消息。相关研究成果发表在国际期刊《细胞》上。
据中国工程院院士万建民介绍，作物杂种优势利用是大幅提高粮食产量的重要途径。我国北方多种植粳稻，南方多种植籼稻。上世纪70年代以来，袁隆平院士研发的杂交水稻主要是利用籼稻亚种内的杂种优势，实现了水稻大幅增产。
“一般来说，品种间亲缘关系越远，杂交优势越明显。如果籼稻和粳稻亚种间能育成超级杂交稻，据预测，可以比现有杂交水稻增产15%以上。如何利用亚种间的超强优势一直受到育种家的关注。”万建民说，然而籼稻和粳稻之间存在严重的生殖隔离，其杂交种常表现出杂种不育现象，是阻碍杂种优势利用的最大障碍之一。
据了解，这项历时13年完成的研究成果，首先在全基因组层面系统鉴定了引起籼稻和粳稻杂种花粉不育的位点，并对其中一个位于第12号染色体上最主效的位点进行了遗传分析，发现这个位点由紧密连锁的两个基因组成，进一步的深入解析首次从分子层面阐明了水稻杂种不育的机理，解开了水稻生殖隔离之谜。研究团队同时还分析了这对基因在水稻中的起源及其分布。利用这项研究的发现，可以通过分子标记辅助选择等手段规避花粉败育问题，推进水稻亚种间超强优势利用和高产品种的培育。
“破解籼稻和粳稻亚种间的生殖隔离，将有望实现水稻单产的再次飞跃。这项成果让我们距离这一天又前进了一大步。”农业农村部党组成员、中国农科院院长吴孔明说。
吴孔明表示，这是中国农科院既聚焦基础前沿、又面向国家重大需求的又一项重大标志性成果。科研人员要继续瞄准世界科学前沿问题和育种生产实际问题，力争在种业科技原始创新和关键基因、资源和技术等方面取得更大突破。