中国水稻研究所近日宣布,中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究员和中国水稻研究所钱前研究员领导的科研团队,在国际上率先发现并成功克隆了一个对中国超级稻增产起关键作用的水稻高产基因——DEP1,从而揭开了中国超级稻的高产奥秘。这一成果有望推动更高产水稻新品种的研发。
北京时间今天上午,国际著名学术期刊《自然·遗传学》在线发表了这一研究成果。项目主要完成人之一、中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室主任钱前研究员在接受电话采访时介绍,在国家自然科学基金委和浙江省等多部门支持下,团队经过五年协作攻关,从中国超级稻品种中成功分离出控制水稻产量的关键基因DEP1,并首次对其进行了成功克隆。
研究发现,DEP1基因会发生一种突变,突变后的dep1基因能促进细胞分裂,导致植株半矮化、稻穗变密、枝梗数增加和每穗籽粒数增多,从而促使水稻增产。目前,在中国东北和长江中下游地区大面积种植的高产水稻品种中,都含有dep1基因,表明该基因已在中国超级稻增产中发挥了重要作用。
水稻产量由分蘖数、穗粒数、粒重等多种性状决定,其分子基础和调控机制极为复杂。此前,日本科学家克隆了使水稻变矮的SD1基因,中国科学家李家洋等人克隆了控制分蘖数的MOC1基因,而此次DEP1基因的克隆,使全球已知的水稻高产基因数量进一步增加。
农业部于1996年启动“中国超级稻研究”计划,目前已实现百亩连片亩产800公斤的目标,正向900公斤迈进。据不完全统计,中国超级稻新品种在长江流域、华南和东北稻区广泛应用,1999至2007年累计推广约3亿亩,增产稻谷150亿公斤,并推广至多个国家,为全球粮食安全做出了巨大贡献。
专家表示,DEP1基因的成功分离不仅为水稻超高产分子育种提供了重要新基因,也为揭示中国超级稻产量提升的分子奥秘提供了新线索,有望进一步研发出更高产的水稻品种。