水稻杂种优势理论研究获重大突破

9月8日凌晨消息,《自然》杂志在线刊发了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所国家基因研究中心韩斌研究组、黄学辉研究组联合中国水稻研究所杨仕华研究组取得的一项成果,该研究对杂种优势理论有了重大突破,被认为是水稻基础理论和应用领域的又一重大成果,将对水稻研究和生产产生促进作用,有助于优化设计育种的战略以应对全球粮食安全的需求。

本报上海9月8日电9月8日凌晨消息,《自然》杂志在线刊发了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所国家基因研究中心韩斌研究组、黄学辉研究组联合中国水稻研究所杨仕华研究组取得的一项成果,该研究对杂种优势理论有了重大突破,被认为是水稻基础理论和应用领域的又一重大成果,将对水稻研究和生产产生促进作用,有助于优化设计育种的战略以应对全球粮食安全的需求。 杂交子一代在适应性、产量、抗性等方面优于双亲的现象在生物学中被称为杂种优势。杂交水稻育种技术的成功是我国近几十年取得的重要科技成就,杂交稻的高产就来自对水稻杂种优势现象的应用。而这一生物学现象背后的遗传机理一直以来不完全清楚。只有从分子层面深入了解杂种优势的遗传基础,才能实现杂种优势的高效利用,推动育种技术的变革。 这项研究通过对1495份杂交稻品种材料的收集以及对17套代表性遗传群体进行基因组分析和田间产量性状考察,综合利用基因组学、数量遗传学及计算生物学领域的最新技术手段,鉴定出了控制水稻杂种优势的主要基因位点。在杂交配组中,这些基因位点产生了全新的基因型组合,在杂交一代中高效地实现了对水稻花期、株型、产量各要素的理想搭配。此项研究成果阐明了水稻杂种优势的遗传机制,对推动杂交稻和常规稻的精准分子设计育种实践有重大意义。利用这项研究成果,科研人员有望进一步优化水稻品种的杂交改良,选育出更加高产、优质和多抗的水稻种质资源。 该研究得到了中国科学院先导专项“分子模块设计育种创新体系”和国家自然科学基金委的经费资助以及中科院分子植物科学卓越创新中心的支持。

杂交子一代在适应性、产量、抗性等方面优于双亲的现象在生物学中被称为杂种优势。杂交水稻育种技术的成功是我国近几十年取得的重要科技成就,杂交稻的高产就来自对水稻杂种优势现象的应用。而这一生物学现象背后的遗传机理一直以来不完全清楚。只有从分子层面深入了解杂种优势的遗传基础,才能实现杂种优势的高效利用,推动育种技术的变革。

这项研究通过对1495份杂交稻品种材料的收集以及对17套代表性遗传群体进行基因组分析和田间产量性状考察,综合利用基因组学、数量遗传学及计算生物学领域的最新技术手段,鉴定出了控制水稻杂种优势的主要基因位点。在杂交配组中,这些基因位点产生了全新的基因型组合,在杂交一代中高效地实现了对水稻花期、株型、产量各要素的理想搭配。此项研究成果阐明了水稻杂种优势的遗传机制,对推动杂交稻和常规稻的精准分子设计育种实践有重大意义。利用这项研究成果,科研人员有望进一步优化水稻品种的杂交改良,选育出更加高产、优质和多抗的水稻种质资源。

该研究得到了中国科学院先导专项“分子模块设计育种创新体系”和国家自然科学基金委的经费资助以及中科院分子植物科学卓越创新中心的支持。

(原载于《光明日报》 2016年09月08日01版)

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