據(jù)該論文作者之一、中國(guó)水稻研究所博士胡江介紹,常見水稻品種的千粒重在25克到30克之間,但浙江的一個(gè)地方品種“寶大粒”的千粒重高達(dá)48克,研究人員通過圖位克隆的方法,在其2號(hào)染色體上、被命名為GS2的位置,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)稀有的顯性突變——AA。胡江說,“首先是定位到GS2基因,然后發(fā)現(xiàn)了一個(gè)珍貴的突變。GS2常有,但顯性突變不常有”。水稻中都有GS2基因,常見的都是GS2基因的隱性基因型——aa,導(dǎo)致其增產(chǎn)作用沒發(fā)揮出來。育種的任務(wù)就是將顯性基因型引入水稻品種中,實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。
研究顯示, GS2顯性突變能促進(jìn)稻粒穎片細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng),最終導(dǎo)致穗長(zhǎng)、粒重,從而增產(chǎn)。
此前,錢前課題組、李家洋課題組與中國(guó)水稻研究所朱旭東課題組,聯(lián)合發(fā)現(xiàn)了能夠顯著改善稻米外觀品質(zhì)的基因GL7,并闡述了其調(diào)控機(jī)制,論文日前在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳》上。據(jù)錢前介紹,優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是農(nóng)業(yè)永恒的主題,水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)由很多基因共同決定,而研究人員的工作就是,從種質(zhì)資源中發(fā)掘出新基因,如同發(fā)現(xiàn)一個(gè)又一個(gè)的“人才”。GL7基因在不影響產(chǎn)量的前提下改進(jìn)品質(zhì),GS2能顯著增產(chǎn),它們將在未來5到10年內(nèi),在水稻生產(chǎn)中發(fā)揮作用。
1998年,國(guó)際水稻基因組測(cè)序計(jì)劃啟動(dòng),2002年12月圓滿完成。此后,2011年12月,中國(guó)主導(dǎo)的50個(gè)水稻基因組重測(cè)序及遺傳變異數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建完成。2014年11月,中國(guó)科學(xué)家完成了亞洲栽培稻5個(gè)“近親”的全基因組測(cè)序,獲得了高質(zhì)量的基因組參考序列。胡江解釋說,“這些測(cè)序工作都有望進(jìn)一步推動(dòng)水稻品種的改良,但測(cè)序拿到的是一個(gè)個(gè)‘代碼’,而‘代碼’有什么含義——‘是不是基因’、‘什么功能’,需要實(shí)驗(yàn)來一步步驗(yàn)證和解釋,即對(duì)‘代碼’進(jìn)行注釋、注解。GS2、GL7就是一個(gè)個(gè)注解。通過傳統(tǒng)育種的方法,如高世代回交,已經(jīng)能夠?qū)S2等基因引入到雜交稻中,從而在超級(jí)稻的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步增產(chǎn)。”