上海科學家破譯水稻雜交育種「黃金組合」密碼

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　　「雜交優勢」，這個我們在課本上就都學過的生物學名詞，其背後的原理機制，在科學界居然一直是個不甚明了的謎，甚至長期以來被稱作植物遺傳學研究的「聖杯」！上海科學家領銜的科研團隊，藉助遺傳大數據的分析計算方法，在浩瀚的水稻基因「天書」中找到了一系列雜交育種的「黃金組合」，並破譯了其分子「密碼」。

　　新發現顯著提高育種效率

　　國際頂級學術雜誌《自然》（Nature），今天凌晨在線發表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所國家基因研究中心韓斌研究組、黃學輝研究組，聯合中國水稻研究所楊仕華研究組的相關研究成果「水稻產量性狀雜種優勢的全基因組解析」。這些新發現好比為水稻雜交育種設計配備了「導航儀」，有助於推動雜交稻和常規稻的精準分子設計育種，更高效地選育高產、優質、抗病的水稻種質資源，從而滿足全球糧食安全的需求。「我們期待能儘快與育種學家合作，顯著提高育種效率。比如，原來雜交出一個優良品種需要8-10年，以後可能只需要五六年。」

　　挖掘基因位點「黃金組合」

　　來自兩個不同的品系雜交產生的子代，在產量、長勢、適應性、品質、抗性等方面優於雙親——別看父母都很一般，孩子卻很優秀——這便是生物學中著名的「雜交優勢」。通常選育的雜交稻品種，在產量上比親本增加10-20%。上世紀70年代開始，我國率先開展了水稻雜種優勢利用研究，培育出大量雜交水稻組合，一系列高產雜交組合得到大面積推廣，大幅度提高了稻穀產量。

　　水稻全基因組測序，早已完成。控制單個水稻性狀的基因，也一直有科學家在不斷發現。然而，更完整地破譯雜交水稻的分子「密碼」，卻是一項前所未有的高通量基因鑑定工作。韓斌院士領銜的聯合研究團隊，收集了1495份雜交稻品種材料，並對其中17個代表性「家庭」，進行了基因組分析和田間產量性狀考察。水稻有4.3萬個基因，這些基因在品種間大多數是相同的，只有少量存在變異；正是這些少量基因的變異使得不同水稻材料千差萬別。綜合利用基因組學、數量遺傳學及計算生物學領域的最新技術手段，研究團隊系統鑑定出400多個控制水稻雜交優勢的基因位點，而其中起主要決定作用的不外乎幾個到十幾個。不同類型的雜交稻，控制雜種優勢的基因位點各不相同，誕生了不同的「黃金組合」。這樣一來，在育種設計中，就可以依此對水稻花期、株型、產量各要素來一把理想搭配了。

　　韓斌院士告訴記者，此次發現揭示了水稻產量性狀的雜種優勢的遺傳機制，隨著新雜交品種和方法的出現，更多基因位點的「黃金組合」還有待動態挖掘。