英国《自然·遗传学》杂志报道,中国科学家成功克隆了一个可帮助水稻增产的关键基因——OsSPL14。该基因发生变异后,可使水稻分蘖数减少,穗粒数和千粒重增加,同时茎秆变得粗壮,增强了抗倒伏能力。这一成果由中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士和中国农业科学院中国水稻研究所钱前研究员等组成的科研团队获得。
OsSPL14基因编码一种植物特有的转录因子,参与调控水稻株型发育。研究表明,通过调控该基因的表达,可以优化水稻的株型结构,减少无效分蘖,促进养分向穗部集中,从而显著提高产量。实验数据显示,将突变后的OsSPL14基因导入常规水稻品种后,可使产量增加10%以上。
基因育种技术是目前国际上普遍采用的新技术,通过分子标记辅助选择或转基因手段,可以精准改良作物性状。中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平曾指出,如果不加强分子育种技术研究,短则五年、长则十年,我国的杂交水稻技术将落后于国际水平。基因育种技术不仅能够提高产量,还能增强作物的抗病性和抗逆性,减少化学农药使用,降低生产成本和环境污染。
英国《自然》出版集团在新闻通报中评价说,到2050年全球粮食产量需要翻倍才能满足日益增长的人口需求,而中国科学家对水稻增产基因的确认和利用将成为解决粮食问题的重要途径。国际水稻研究所的遗传学家Hei Leung认为,这是阐述产量性状遗传调控的出色研究,建议将该基因进一步导入各种栽培稻品种中,在不同环境条件下开发其增产潜力。
理想株型是当前超级稻研究的核心领域,通过改变水稻在分蘖、茎秆、穗粒等方面的结构特点来提高产量。李家洋院士课题组此前已克隆了MOC1、LAZY1、SP1等调控株型的关键基因,OsSPL14的克隆和机制阐述是又一重要突破。该基因的发现为水稻高产育种提供了重要的功能基因,具有广泛的应用前景。