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新華網武漢9月14日電(記者高敬、俞儉)記者從華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室獲悉,中科院院士張啓發教授率領的課題組的最新科研成果,在14日出版的國際權威期刊《科學》上發表,揭示了水稻秈、粳亞種間生殖隔離的機理。
華中農大博士研究生、論文共同第一作者之一的楊江義告訴記者,亞洲栽培稻分爲秈稻和粳稻兩個亞種,亞種間的雜交品種植株強壯、稻穗大、產量潛質好。但是,由於物種間生殖隔離法則的存在,水稻秈、粳之間生殖隔離導致雜交水稻癟谷較多、育性下降、結實率很低。因此,當前的雜交水稻育種工作基本在亞種內進行,難以利用潛質更大的亞種間雜交。
由於生殖隔離在物種進化和新物種形成中起着十分重要的作用,一直是生物進化研究中的重要課題。國外對生殖隔離基因的研究主要集中在果蠅,在植物中研究很少。
他們此次發表的最新成果表明,水稻亞種之間的雜交不育,是由水稻基因中位於S5位點上的3號、4號、5號基因協同作用的結果,並揭示了三者作用的機制。此項研究打破了原來對水稻秈、粳雜交不育是由單基因控制的假設。
張啓發院士介紹,從理論研究看,該成果從分子水平揭示了水稻秈、粳雜種育性調控的機制,爲生殖隔離分子機理、生物進化的研究提供了借鑑和參考;從應用方面看,這項研究在水稻品種改良上有廣闊前景。曾有業內人士指出,“若能突破亞種間界限,水稻的產量將在現有雜交稻的基礎上再提高15%—30%”。