歷時7年　中國科學家破解複粒稻「三粒一簇」遺傳奧秘

近日，中國農業科學院作物科學研究所研究員童紅甯研究團隊歷時7年，破解了複粒稻「三粒一簇」的遺傳奧秘，為培育高產水稻新品種提供了理論基礎和新路徑。相關成果發表在國際權威期刊《科學》雜誌上。

據瞭解，複粒稻是一種具有多粒簇生（聚集成團或成堆生長）特點的水稻種質資源。自20世紀30年代以來，複粒稻形成的遺傳機制始終是未解之謎。研究團隊歷時7年，創制了1萬份（約16萬個單株）複粒稻誘變株系，最終篩選出2份不簇生的突變體株系，從而定位到發生突變的基因。研究團隊發現，油菜素甾醇可以通過調控水稻穗二級分枝調控穗粒數。

田間試驗顯示，跟不簇生的對照比起來，該研究所採用的一份複粒稻的二級枝梗多了35.2%，每穗谷粒數增加28.2%。這一發現為水稻新品種改良、實現產量突破提供可能。

研究人員介紹，水稻是中國主要糧食作物，也是全球超過一半人口的主糧，隨著全球人口的增長和人均耕地面積的不斷減少，提高水稻單產對保障全球糧食安全具有重要意義。單產的突破很大程度上依賴於水稻種質資源中重大基因的發掘利用。

在此項研究中，該團隊通過創制大量複粒稻的衍生突變體，最終發現並克隆了控制複粒稻「三粒一簇」現象的關鍵基因BRD3。該基因編碼的蛋白質可以降解一種被稱為「油菜素甾醇」的激素。實驗證明，正是在BRD3的作用下，「油菜素甾醇」含量降低，導致複粒稻稻穗的二級枝梗增多，出現「三粒一簇」現象。