发现水稻增产基因突变

广泛利用一种能够增加谷物数量的基因突变有望增加水稻产量。

一些农业专家相信，全世界的农作物产量只有在2050翻一番，才能够避免一场席卷全球的粮食危机。而提高水稻的产量被认为是尤为重要的一个环节，这是因为稻米是近乎半数世界人口的主食。两个独立工作的研究团队最近在水稻植株中鉴别出了一种能够使水稻产量提高10%的基因突变，当然研究人员还需要证明他们在试验取得的突破能够在农民的稻田中得到回报。

通过比较不同的水稻品种，这两个研究团队都在寻找能够影响水稻产量的基因。北京市中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士和他的同事，对一种较少分蘖或茎秆的水稻品种，以及另一种较多分蘖或茎秆的水稻品种进行了研究。通常情况下，水稻分蘖越少则产量越高。而由Motoyuki Ashikari领导的一个日本名古屋大学研究团队，则对主穗——分蘖的顶端，稻米在这里产出——上谷物数量差异明显的两种水稻品种进行了研究。

两个研究团队分别将他们手头的两种水稻进行了杂交，进而培育了数千株水稻。研究人员随后利用分蘖和谷物的数量作为潜在产量的指标，对这些水稻后代的基因组进行了比较，最终，他们将目光对准了一个名为OsSPL14的基因。研究人员分别发现OsSPL14的一个小变异或等位基因存在于那些分蘖较少而谷物较多的杂交植株中。Ashikari的研究团队发现，将这种等位基因添加到一种低产的水稻品种中能够使产出谷物的数量增加40%。（增加的谷物数量并不等于增加的水稻产量，后者需要按重量进行计算。）李家洋和他的同事则走得更远——他们进行了小规模的田间试验，结果显示，那些携带了这一等位基因的水稻比携带其他OsSPL14变异的水稻增产了10%的稻米。Ashikari表示，直到完成自己的试验，他和同事都不知道中国研究人员的工作。在这两个研究团队确认他们发现的是相同的基因后，他们决定同时递交相关的论文。这两篇论文刊登在2010年5月23日的《自然—遗传学》网络版上。

菲律宾Los Banos国际水稻研究所（IRRI）的水稻遗传学家Hei Leung表示：“这是一些很棒的研究，澄清了控制水稻产量的遗传因素。”日本Tsukuba国家农业生物科学研究所的水稻遗传学家Masahiro Yano同样认为这一基因的发现意义重大。但是他强调还需进行更多的研究，从而确定在大范围水稻品种以及不同的种植环境中使用这种等位基因的效果。Ashikari表示，他的研究团队正在从事将OsSPL14等位基因和一种之前发现的能够提高水稻产量的基因引入常见种植品种的工作。他希望能够在5年内将这些水稻交到农民手中。

EurekAlert!