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科学家解读水稻高产基因IPA1:理想株型与分子育种新突破

2010年5月26日,中国科学院院士、遗传与发育生物学研究所研究员李家洋在返回实验室后,立即部署团队工作,计划组织国内育种专家研讨会,探讨如何将新发现的水稻理想株型基因IPA1(OsSPL14)尽快应用于农业生产,以培育新型高产水稻品种。

三天前,国际著名期刊《自然-遗传学》和《科学》相继报道了由中日科学家共同发现的IPA1基因。该基因通过调控水稻株型,显著影响分蘖数、穗大小、茎秆粗壮度等农艺性状,从而提升产量。李家洋团队长期致力于水稻理想株型的基础研究,IPA1的克隆为分子育种提供了关键基因资源。早在三年前,合作者、中国水稻研究所研究员钱前已通过杂交将IPA1导入主栽品种,获得有潜力的中间材料。

回溯水稻育种史,半矮秆基因引发第一次绿色革命,野败不育株实现杂交稻突破。IPA1基因突变后使水稻具有粗秆、抗倒伏、分蘖少等理想性状,田间试验显示增产约10%,优化条件下潜力更大。李家洋指出,传统育种难以聚合多基因控制的复杂性状,而分子育种可精准选育。理想株型水稻有望实现亩产1000公斤,较当前平均亩产400公斤大幅提升。

IPA1基因的发现源于2003年田间偶然发现的理想株型材料。此前,团队克隆的分蘖控制基因虽减少分蘖但导致穗小,而IPA1兼具多效正效应。该基因的应用仍需克服遗传背景差异等挑战,新品种培育通常需5-10年,但竞争压力下需加速。

李家洋强调,基础研究应面向生产需求,解决抗虫、抗病等实际问题。中科院将加强上游种业研究,推动分子设计育种,并促进成果转化。未来重点包括关键基因克隆、新品种培育、生物农药及节水技术等,以保障粮食安全。

(责任编辑:glia)