水稻早熟与高产,这两种特性在传统育种界一直被视为"鱼与熊掌"——难以兼得。平均每缩短1天生育期,通常会导致产量下降0.8%至1.2%。但中国科学家用8年时间,硬生生打破了这个"遗传枷锁"。

中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室研究员张健团队成功克隆到一个同时调控水稻熟期和产量的稀有等位基因,揭示了其通过平衡开花与氮素利用效率的分子机制。相关研究成果于8月21日在线发表于国际学术期刊《科学》。

8年磨一剑:从10万株水稻中找到"金钥匙"

研究团队历经8年攻关,对近10万株水稻株系进行精细定位和遗传效应分析,最终在1号染色体上定位到同时赋予水稻早熟和高产特性的主效位点。

进一步研究发现,该主效位点上的类成花素基因不仅能促进水稻开花,还能响应低氮素信号,增强水稻对氮素的吸收和利用。换句话说,这个基因让水稻"跑得快"的同时还能"吃得饱"——早花缩短了营养生长期,但增强的氮素利用效率弥补了生物量积累的损失。

大田验证:缩短3-8天,增产最高11%

通过分子育种手段,经连续3年大田区域试验,改良后水稻新品种表现令人振奋:

  • 生育期缩短3至8天
  • 产量增加4.2%至11.0%

张健表示,合理利用这一基因,可在常规早籼稻和杂交晚稻两个不同生态型品种中实现"早熟高产"。

为什么这个成果如此重要?

我国南方省份推进"稻-稻-油"多熟制粮食生产过程中,普遍面临茬口期短、"双抢"(抢收早稻、抢插晚稻)期间劳动强度大及可能延误农时等难题。一个能同时实现早熟和高产的基因,意味着:

  • 茬口矛盾可以缓解,多熟制种植窗口更宽
  • "双抢"时间压力减轻,劳动成本下降
  • 同一地块一年可以种更多茬,土地利用效率提升

笔者观察:这是一项典型的"从基础研究到应用落地"的完整链条。从10万株筛选到基因定位,从分子机制解析到3年大田验证,每一步都踩在了实处。更值得关注的是,这一成果并非简单的产量提升,而是为破解南方多熟制种植地区的茬口矛盾提供了综合解决方案——它的价值不仅在于"多收几斤粮",更在于"多种一茬庄稼"。


来源:新华社、央视网

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