科技日?qǐng)?bào)訊 （記者瞿劍）由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)萬(wàn)建民院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，在世界上率先發(fā)現(xiàn)了水稻自私基因，并由此破解水稻雜種不育的機(jī)理。這是科學(xué)史上植物自私基因首次被發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了植物界同樣存在不符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的非經(jīng)典遺傳現(xiàn)象。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

萬(wàn)建民介紹，所謂自私基因，是指雙親雜交后，父本或母本中能控制其自身的DNA片段優(yōu)先遺傳給后代的、具有自私性質(zhì)的基因；這不符合經(jīng)典的“父、母基因均勻傳遞”的孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。2017年，《科學(xué)》曾報(bào)道小鼠和線蟲(chóng)自私基因的非孟德?tīng)栠z傳現(xiàn)象，但植物中的相關(guān)報(bào)道迄今尚未見(jiàn)到。

萬(wàn)建民表示，秈稻和粳稻雜交比目前的雜交稻能進(jìn)一步提高單產(chǎn)15%—30%，但秈粳雜種會(huì)有近50%不結(jié)實(shí)，使其增產(chǎn)潛力嚴(yán)重受限。為此，萬(wàn)建民團(tuán)隊(duì)以亞洲栽培稻粳稻品種和南方野生稻為研究材料，系統(tǒng)解析了野生稻與栽培稻間雜種不育問(wèn)題和遺傳特性：其不育性受水稻自私基因位點(diǎn)qhms7的控制，并發(fā)現(xiàn)其包含三個(gè)緊密連鎖的基因ORF1、ORF2和ORF3。其中ORF1基因功能未知；ORF2基因的毒性蛋白起殺配子作用；而ORF3基因的解毒蛋白則保護(hù)配子，使攜帶ORF3基因的花粉可育。這就破解了自私基因在維持植物基因組的穩(wěn)定性和促進(jìn)新物種的形成中的分子機(jī)制，探討了毒性—解毒分子機(jī)制在水稻雜種不育上的普遍性。在此基礎(chǔ)上，可利用基因編輯技術(shù)對(duì)具毒性功能的自私基因進(jìn)行編輯刪除，創(chuàng)制能實(shí)現(xiàn)秈粳雜種優(yōu)勢(shì)的水稻新品種。