華農成功克隆水稻基因 大幅度提高雜交水稻育種效率

　　新學期伊始，華南農業大學傳來好消息：該校生命科學學院莊楚雄研究員課題組在世界上率先成功克隆了水稻光溫敏核不育基因。近日，亞洲影響因子（國際通行的期刊評價指標，影響因子越大，期刊影響力越大）最大的生命科學雜志《Cell Research》在線報道了這一成果。據悉，該成果代表著我國在雜交稻分子基礎研究領域的重大突破。

　　緣起 雜交稻尚有許多未知特性

　　提到雜交水稻，就不能不提到袁隆平院士。1964年，袁院士首先提出，培育“不育系、保持系、恢復系”三系法利用水稻雜交優勢的設想并進行科學實驗。之后，袁院士又提出“兩系”雜交的設想，即將不育系和保持系合成一個材料，從而使得不育系既可以作為雜交母本，又可以自己繁殖，從而簡化了繁種制種程序，降低了雜交種子生產成本。

　　1973年，我國水稻育種專家石明松發現了光敏水稻品種“農墾58S”（所謂光敏，是針對日照長短而言，日照長于14個小時，該水稻品種即為不育）。后來，國家雜交水稻工程技術研究中心的羅孝和研究員以“農墾64S”為供體，以“培矮64”為受體，通過常規遺傳學方法選育成新型水稻品種“培矮64S”。“培矮64S”是一種溫敏水稻品種，即當溫度高于23.5°C時，該水稻品種是不育的；低于23.5°C時，該品種是可育的。“培矮64S”雖然由“農墾58S”轉育而來，但它卻表現出溫敏不育特性而非光敏不育特性。這種特性差異來源于哪，是否由相同的基因控制，以及它們的分子調控機制有何異同，這一系列重要問題一直不清楚。而此次，莊楚雄研究員課題組成功克隆了水稻光溫敏核不育基因，就有助于解決上述問題。

　　影響 有助于縮短育種篩選時間

　　世界上首頭克隆羊“多莉”，曾帶給世人巨大震撼。在植物學領域，如今成功克隆水稻的這一基因意味著什么？莊楚雄說，不同于傳統意義上的細胞克隆和無性繁殖，今天的“克隆”涵蓋了更多的含義。在分子生物學領域，“克隆了某一基因意味著完全掌握了該基因的特征和性能”，也就是說，剛剛發布的這項研究成果意味著課題組已經完全掌握了水稻光溫敏核不育基因的特性，這在分子生物學和育種學上都有重要的意義。

　　在育種學上，此次研究成果同樣具有重大影響：首先，該成果有利于幫助育種家加快育種進程。有了此次克隆出的控制溫敏的基因，育種家便可以用分子標記的手段對基因進行篩選。“分子標記篩選類似于‘親子鑒定’，也就是通過某種技術手段把基因的信息轉化成可檢測的圖像信息，而不同個體之間的DNA信息是有差異的，通過對比其差異便可進行選擇。”莊楚雄教授說。分子標記手段有助于開展“分子設計育種”，從而大大增強育種的目的性。

　　其次，目前廣為應用的“培矮64S”存在一個明顯的問題，即隨著種植時間的增加，該品種的“不育起點溫度”逐年增加，給育種帶來了很大的風險，而導致這一問題的原因尚不清楚。該成果有助于確認控制水稻溫敏性狀的具體基因序列，借助分子生物學手段，有助于解決“培矮64S”不育起點溫度逐年增高的問題，使其育種價值大大提高。

來源：農博網 作者：卞德龍 張貽發 蒙麗

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