日前，從中國水稻研究所獲悉，水稻所與中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所及中國農(nóng)科院深圳基因組所大力合作探索水稻分子設(shè)計(jì)育種，積極推動(dòng)傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計(jì)育種轉(zhuǎn)變。3月20日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-植物（Nature Plants）》上。
 

    水稻矮化育種和雜交水稻技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高稻谷產(chǎn)量、保障國家糧食安全發(fā)揮了重要作用。上世紀(jì)80年代中期以后，隨著稻米市場(chǎng)的逐步開放和生活水平的不斷提高，單一追求產(chǎn)量的超高產(chǎn)水稻品種難以滿足市場(chǎng)的需求。如何改善稻米綜合品質(zhì)，提高稻米的商品價(jià)值，一直是育種家和稻米企業(yè)追求的共同目標(biāo)。
 

    水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)均為復(fù)雜的數(shù)量性狀。迄今為止，人們不僅已經(jīng)鑒定出水稻產(chǎn)量相關(guān)的數(shù)量性狀基因座位（QTL）或基因達(dá)數(shù)百之多，也發(fā)現(xiàn)數(shù)量眾多的淀粉合成相關(guān)基因組成復(fù)雜的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)調(diào)控稻米食味和蒸煮品質(zhì)。如何將這些復(fù)雜數(shù)量性狀調(diào)控和諧、有序地整合于當(dāng)前主栽品種則是傳統(tǒng)育種面臨的技術(shù)困境，而基于當(dāng)前生物學(xué)技術(shù)進(jìn)步的分子設(shè)計(jì)育種則展現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
 

    研究團(tuán)隊(duì)將已完成基因組測(cè)序的日本晴和9311作為優(yōu)良目標(biāo)基因供體，對(duì)28個(gè)優(yōu)良目標(biāo)基因主動(dòng)設(shè)計(jì)，涉及水稻產(chǎn)量、稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和生態(tài)適應(yīng)性等；以食用品質(zhì)較差的超高產(chǎn)品種“特青”作為優(yōu)良基因的受體，在經(jīng)過8年的雜交、回交和聚合選擇，結(jié)合分子標(biāo)記定向選擇獲得了若干份優(yōu)異的后代材料。這些材料充分保留了特青的遺傳背景及高產(chǎn)特性，而稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、口感和風(fēng)味等均顯著改良，所配組的雜交稻稻米品質(zhì)也顯著調(diào)高。該研究結(jié)果將極大推動(dòng)作物傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計(jì)育種轉(zhuǎn)變。
 

    該研究得到國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院先導(dǎo)項(xiàng)目的資助。水稻所曾大力研究員和中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所田志喜研究員為共同第一作者，錢前和李家洋為共同通訊作者。（通訊員 陳鎏琰）