郭嘉宁
26-07-23 11:20 微博认证:三农主持人 2025微博年度新知博主 三农博主

中国科学家在一系法杂交水稻研究中取得里程碑突破。

7月21日,中国农业科学院水稻研究所王克剑团队成功挖掘出水稻内源“华胥”基因,并据此构建了克隆效率超99%的Fix8无融合生殖体系,由此培育出一系法杂交水稻实证性品种“一系1号”。
该品种在保持克隆效率超99%的同时,结实率亦保持正常。

这标志着一系法杂交水稻成功实现了关键指标的跨越式突破,向着“固定杂种优势”的终极目标迈出了关键一步。

袁隆平院士于1986年提出“从三系法到两系法,最终到一系法”的战略构想,但国内外水稻专家经过30多年的科研探索,均未找到一系法的实现路径。

2017年,王克剑团队成功构建首个杂交水稻无融合生殖体系,获得世界首粒杂交稻克隆种子,实现了“从0到1”的突破。其核心是采用无融合生殖策略固定杂种优势,使杂交后代自我繁殖产生基因不变的克隆种子,实现“一次杂交,代代可用”。

2019年文章发表后,袁隆平院士第一时间给予高度评价:“这个工作证明了杂交稻进行无融合生殖的可行性,是无融合生殖研究领域的重大突破。”他同时勉励团队:“早日将一系法杂交水稻应用到生产中”。

又经过9年的持续攻关,该团队取得重大突破,成功挖掘出影响克隆效率的水稻关键节点内源基因,并命名为“华胥”。该基因在精细胞特异表达。“华胥”源自中国古代神话,被尊为中华始祖母的“华胥氏”。据《山海经》郭璞注:“华胥履大迹生伏羲。”《春秋世谱》亦载:“华胥生男名伏羲,生女名女娲。”这一无须父本参与而孕育生命的传说,恰与孤雌生殖的非双亲遗传发育机制相呼应。

研究表明,在杂交水稻卵细胞中异位表达华胥基因,能高效诱导孤雌生殖、产生单倍体后代。进一步与MiMe克隆配子相结合,所创制的Fix8株系均实现超99%的克隆效率。
多个杂交稻品种在不同世代、不同种植群体和田间大群体条件下,克隆效率仍稳定维持在99%以上,稳定满足产业化杂交稻种子97%的纯度标准。同时,研究人员通过筛选和优化内源启动子表达量,升级获得了Fix8_Plus2一系杂交稻(实证性品种名:一系1号)。“一系1号”的大部分株系在保持克隆效率超99%的同时,产量与正常水平持平。

这意味着一系法杂交水稻的两大核心要求——稳定近100%的克隆效率和正常结实率——现已全部实现。

崖州湾国家实验室主任李家洋院士评价:“这是一系法杂交水稻研究领域具有里程碑意义的突破。一系法最核心的科学障碍已被扫清。袁隆平先生40年前的一系法战略构想终于从蓝图变为现实。” 

发布于 北京