中国科学家将优秀基因“模块”组装成超级水稻

中国科学家用优良基因“模块”组装出超级水稻

在水稻起源之地，先进的基因组技术可能将彻底改变这种古老作物的未来。中国科学家如拼搭乐高积木般，将超高产、品质改良和抗性提升等优秀基因“模块”“组装”成了一种前所未见的超级水稻。

10月31日，在江苏省沭阳县青伊湖农场，名为“嘉优中科1号”的超级水稻迎来了丰收。研究团队成员、中国科学院遗传与发育生物研究所副研究员刘贵富正紧张地指挥着稻田的收割和测产。

10月31日，在江苏省沭阳县青伊湖农场，中科院遗传与发育生物学研究所李家洋院士(左)、刘贵富副研究员(右)等在查看嘉优中科1号水稻生长情况。 新华社记者 金立旺 摄

他希望亩产达到850公斤，比当地栽培的主要稻种产量高30%以上。在自然种植的条件下，达到这一亩产目标是巨大的挑战。测产结果让他喜出望外：不管是传统手插秧，还是更节约人力的直接播种，平均亩产都达到了900公斤以上。

目前，“嘉优中科1号”正在各地大面积推广。该研究课题负责人、中科院院士李家洋说，这一突破性技术育成的新稻种具有引领作用，对指导未来作物遗传改良、保障国家粮食安全具有重大战略意义。

“最关键”的基因

按当地农时，“嘉优中科1号”算一季中稻，在此地试种颇有深意：虽然这种新水稻适宜在长江中下游地区种植，但科学家特意将种植区域北移，以验证它在水稻生长期较短的地区，其优点能否充分发挥。

结果令人满意：在寒流到来之前，它已和现有稻种相继成熟。看起来，它们株高适中，叶片挺拔，稻籽已然金黄，但茎秆还是青色，用行家的话说，这样能“抗早衰、抗倒伏”。

“分子模块设计”神奇在何处?李家洋说，在“分子模块设计”育种技术下，培育水稻就像“设计一个工业产品”。

10月31日，在江苏省沭阳县青伊湖农场，专家和工作人员正在实收测产嘉优中科1号水稻。 新华社记者 金立旺 摄

刘贵富说，该方法的科学基础是多数农作物的经济性状，比如高产、稳产、优质、高效等，都受到多个基因的调控，并具有“模块化”特性。科学家通过解析这些基因表达调控机制、彼此作用的模式，可以将它们统筹“设计”在一起，让杂交、选种过程变得有目标、可预见，育种效率获得“革命性”的提高。

“最让我高兴的是，我们找到了最关键基因。”李家洋说，这种名为理想株型的分子模块(IPA1-2D)可以让株型更优质。“茎秆更粗壮，穗子大、谷粒大，这是高产最重要的性状。”