IT之家 8 月 22 日消息，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打破作物“早熟-高产”遗传枷锁的分子机制。相关研究成果 8 月 21 日在线发表于国际学术期刊《科学》。
团队改良的水稻品系在大田中的生长表现及基因的工作模式
据介绍，传统育种经验表明，早花会缩短营养生长期，进而降低生物量的积累和产量。以水稻为例，平均每缩短 1 天生育期，通常会导致产量下降 0.8% 至 1.2%。而在我国南方省份推进“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。
张健表示，长期以来，水稻品种早熟与高产两种特性如同“鱼与熊掌”，难以兼得。为此，研究团队历经 8 年攻关，通过对近 10 万株水稻株系进行精细定位和遗传效应分析，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。研究团队通过分子育种手段，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”。这一成果为早熟高产性状研究提供了新的范式，为水稻品种改良提供了优异基因资源，也有望为破解我国南方多熟制种植地区的茬口矛盾提供综合解决方案。
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