一次杂交四个品种！日本NTT造出全球首株"四亲本杂交水稻"，粒重暴增70%

传统育种一次只能杂交两个品种，这几乎是所有农作物育种的天花板。但现在，这个天花板被打破了。

8月20日，NTT公司和东京都立大学联合研究团队宣布：成功开发出全球首个四品种同时杂交技术，并培育出了第一株"四亲本杂交水稻"。研究成果发表在英国科学期刊《新植物学家》（New Phytologist）上。

技术原理：体外受精打破物种壁垒

研究团队使用的是体外受精（IVF）系统——一种显微操作技术，将分离出的植物卵细胞和精子细胞在显微镜下通过电刺激人工融合。

他们从四个不同的水稻品种中分离出卵细胞和精子细胞：粳稻品种"日本晴"和"台中65号"、aus品种"Kasalath"、籼稻品种"IR26"。通过电刺激融合来自四个品种的配子，生成受精卵，再通过组织培养再生为植株。

流式细胞术分析确认，再生植株为四倍体水稻，基因组数是正常水稻的两倍。全基因组分析进一步证明，这些植株以大约相等的比例保留了来自全部四个亲本品种的基因组。

关键数据：粒重暴增1.7倍

四亲本杂交水稻（被命名为"Quad"）展现出与亲本截然不同的性状：

• 十粒糙米重量约为四个亲本平均值的1.7倍
• 籽粒长度、宽度和厚度均超过所有亲本品种
• 植株高度和旗叶长度与最大的亲本品种相当或更大
• 结实量丰富，与各亲本相当

对比实验更有说服力：仅用"日本晴"一个品种进行同源多倍体化，几乎不产生种子；而"Quad"却能产生与亲本相当的充足种子。这说明，多品种基因组的组合可能克服单品种同源四倍体的低育性问题。

还出现了"意外之喜"

Quad还长出了红色的芒——这个性状在四个亲本品种中都没有出现。这意味着，将多个基因不同的基因组组合在同一植株内，可能产生超出亲本范围的新性状。这不仅是产量提升的问题，更打开了"创造新性状"的可能性。

为什么重要？

水稻是全球三大主粮之一。传统杂交育种受限于"一次两个品种"的天花板，育种周期长、突破空间有限。而多亲本杂交技术理论上可以在一代之内整合四个品种的优良性状，育种效率可能实现质的飞跃。

研究团队表示，未来将开展田间试验验证农业性能，并计划将该技术拓展到已建立IVF系统的其他植物物种。长期来看，这项技术有望通过提高和稳定农业生产、增强碳固存能力，为全球粮食安全和气候变化缓解做出贡献。

来源：NTT官方新闻稿