作為重要的糧食作物，水稻肩負(fù)著人類(lèi)的厚望。尤其是既能早熟，又能高產(chǎn)的水稻，更是育種研究的主攻方向之一。中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作，找到了水稻中的一個(gè)關(guān)鍵基因，它兼顧早熟和高產(chǎn)兩方面優(yōu)勢(shì)，具有資源高效利用的顯著特征。相關(guān)論文8月27日在《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）上在線發(fā)表。

       早前，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)研究員鄧曉建等人初步定位了水稻第3染色體短臂存在一個(gè)顯性早熟基因（Ef-cd），而后通過(guò)與中科院遺傳發(fā)育所研究員儲(chǔ)成才研究組合作，歷經(jīng)多年，圖位克隆了這個(gè)基因。這個(gè)基因是一個(gè)長(zhǎng)片段非編碼RNA，能夠正向調(diào)控一個(gè)重要開(kāi)花基因的表達(dá)，從而促使水稻早熟。

       科研人員在北京、四川成都、浙江嘉興、福建福州等不同緯度地區(qū)進(jìn)行了田間比較試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)基因?qū)⑺境樗肫谔崆?~20天，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)，甚至在多個(gè)地區(qū)還具有不同程度的增產(chǎn)效果。

       大規(guī)模組學(xué)分析表明，含這種基因的水稻氮代謝、葉綠素代謝及光合作用相關(guān)基因表達(dá)顯著增強(qiáng)；生理實(shí)驗(yàn)也證明，該基因顯著提高了水稻硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的吸收能力以及葉片的光合作用效率，具有資源高效利用的顯著特征。

       隨后，科研人員與中科院院士、中科院植物生理生態(tài)研究所研究員韓斌團(tuán)隊(duì)合作，對(duì)我國(guó)目前生產(chǎn)上應(yīng)用的1439個(gè)雜交稻品種的基因型和田間抽穗期進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)所有含這種基因的雜交稻組合在杭州和三亞兩地的抽穗期平均能夠提前9~10天。

       “這說(shuō)明這種基因在我國(guó)雜交水稻生產(chǎn)上作出了重大貢獻(xiàn)，是一個(gè)具有重大價(jià)值的基因。”儲(chǔ)成才認(rèn)為，如果對(duì)該基因進(jìn)行挖掘和利用，將有力促進(jìn)綠色超級(jí)稻品種培育的減肥增效需求，同時(shí)對(duì)解決直播稻和糧經(jīng)、糧菜、糧油連作稻的早熟豐產(chǎn)以及亞種間雜交稻“超親晚熟”等問(wèn)題具有重要價(jià)值。

       據(jù)了解，在我國(guó)雜交水稻發(fā)展的早期階段，“高產(chǎn)不早熟、早熟不高產(chǎn)”現(xiàn)象是品種培育上的重大難題。對(duì)此，中國(guó)工程院院士袁隆平和中科院院士謝華安分別帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)育成了2個(gè)早熟恢復(fù)系。此后，我國(guó)用2個(gè)骨干恢復(fù)系配組出大批早熟高產(chǎn)組合并應(yīng)用于生產(chǎn)，成功攻克了雜交水稻“優(yōu)而不早，早而不優(yōu)”的技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)雜交水稻在我國(guó)南方雙季稻區(qū)的廣泛應(yīng)用。然而，水稻早熟高產(chǎn)的分子生理機(jī)制一直未能得到揭示。