国际研究团队通过全基因组分析发现水稻中的关键抗洪基因Sub1A,成功培育出能够在洪水淹没环境中存活长达两周的抗洪水稻新品种。
水稻作为全球约30亿人口的主要粮食来源,依赖充足水分灌溉。然而,现有大多数水稻品种无法在洪水淹没超过两三天后存活,导致每年因洪水造成的水稻产量损失高达10亿美元。针对这一问题,国际水稻研究所(IRRI)、美国加州大学戴维斯分校及河边分校的科学家联合开展研究,利用全基因组比较分析技术,揭示了水稻抗洪的遗传基础。
研究发现,籼稻品种相较于粳稻具有更强的抗淹没能力,部分籼稻甚至能在完全淹没水下存活一周以上。通过比较籼稻与粳稻基因组,科学家锁定了位于第9号染色体着丝点附近的三个候选基因,其中Sub1A基因与抗洪性能关系最为密切。Sub1A基因在籼稻和粳稻中的不同版本决定了两者在淹没条件下的存活能力差异。
进一步的基因工程实验表明,将籼稻的Sub1A基因导入粳稻基因组后,粳稻的抗洪能力显著提升。研究团队对印度一粳稻品种进行了Sub1A基因改造并增强其表达,试验结果显示,该改良品种能在完全淹没两周后存活且保持原有产量和优良农艺性状。
目前,研究人员已成功培育出适合老挝、孟加拉国和印度等洪水频发地区种植的抗洪水稻新品种。未来,团队计划利用类似基因组学方法,开发抗洪玉米、抗洪大豆等其他重要农作物品种,助力全球粮食安全。