科技发布厅丨四川农业大学的这项科研成果,让水稻花期相遇(四川农业大学水稻所)

来源:【四川日报-川观新闻】

川观新闻记者 史晓露

世间的很多美好,都源自相遇。

杂交水稻的诞生也不例外。当两种水稻材料的花期相遇、顺利授粉,就能孕育出杂交水稻种子。

不过,花期相遇并不一定发生。因为不同的水稻材料,开花时间并不一致。

幸运的是,人类的科研力量有望降低这种“错过”的几率。

6月1日,记者从四川农业大学获悉,该校水稻遗传研究团队成功克隆了调控水稻每日开花时间的新基因EMF1,这项成果能够改良水稻的开花习性,有望大幅提高杂交水稻的制种产量。近日,该项研究成果在线发表在植物学知名期刊《植物生物技术杂志》(Plant Biotechnology Journal)上。

大田生产使用的杂交水稻种子,需要靠水稻杂交制种获得。杂交制种需要让水稻母本材料(不育系)接受外来的父本材料(恢复系)的花粉,只有当双亲的开花时间相遇,完成受精结实,才能高效地生产出杂交水稻种子。不过,在大多数杂交组合中,母本的平均开花时间通常比父本开花晚。比如,当前四川大面积使用的优质水稻品种“宜香优2115”,就是以水稻材料“宜香1A”作母本,但它在扬花期时每天的开花时间比父本要晚一两个小时,这就会导致杂交不成功,影响制种产量。”四川农业大学教授吴先军介绍,制种产量低,就会增加杂交种子的生产成本,老百姓购买这种水稻种子的价格也会更高。

如果能让“宜香1A”开花时间提前,让其与父本的花期一致,无疑能大大提高制种效率。

朝着这个方向,团队首先开始了漫漫寻找之旅,他们希望能在试验田里种植的大量水稻材料中找到能提早开花的水稻。“水稻开花都是在夏季接近正午时分,那段时间,几十个人戴着草帽,顶着烈日,在田里拉网式搜索。”吴先军说,终于在历时2年多的寻找之后,他们发现了好几株早开花的水稻材料。

之后,团队又将这些材料种植在不同环境下,发现这些水稻都能提前开花,“这说明这种性状不受环境影响,可以遗传,也就是说这种性状是受基因控制的。”吴先军说。

这一发现让团队感到振奋,因为只要能找到并克隆出调控水稻开花时间的基因,就能用这个基因去改良更多水稻材料的开花习性。

功夫不负有心人,经过5年时间,团队依靠基因组测序、遗传作图等现代分子生物学技术手段,找到并克隆了影响水稻早开花的新基因EMF1,让“宜香1A”每日的开花时间提早约2.5小时。去年,团队还拿到了该基因的发明专利

这项科研成果,也极具应用价值。吴先军介绍,除了“宜香1A”,籼粳杂交组合中也存在严重的花期不遇问题,未来有望利用新基因改良这些水稻材料的开花习性,从而提高制种产量,使强优势的籼粳杂交稻得以大面积推广。

此外,随着全球气候变暖,夏季高温热害也会影响水稻结实率,造成水稻减产。“如果能让水稻提前开花,避开中午的高温时段,对水稻生产也有重要价值。”吴先军说,“有时候美好地错过(高温)也十分难得。”

据悉,该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划四川省科技厅育种攻关等项目的资助。

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