破译水稻基因　拓展全新领域

人民日报，2012-04-22

从“一穷二白”，落后于外国同行20年的基础起步，到奋起直追，一举站到国际学术界的最前端……华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室水稻团队，在实验室主任、中科院院士张启发的带领下，屡创辉煌。

今年年初，历经25年科研攻坚，华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张启发院士课题组，成功克隆了控制水稻光敏感雄性不育的关键性基因pms3。这一科研成果将为植物非编码核糖核酸的功能拓展全新的研究领域。

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室1992年建立以来，“中国第一、世界一流”，便成为实验室的一贯追求。1998年，国际水稻基因组测序计划一启动，张启发课题组便加入该计划。20年来，团队的研究领域不断拓展，水稻功能基因组和绿色超级稻成为两大研究方向。1998年至2009年，张启发位居水稻文献论文发表量世界第五位，论文总数和被引用次数居全国第一。

在水稻功能基因组研究中，张启发课题组应用新一代测序技术构建超高密度连锁图，成功分离克隆了65个重要功能基因。其中，关于控制水稻株高、抽穗期和每穗粒数的多效性基因Ghd7研究成果入选2008年度中国基础研究十大新闻，正调控水稻种子大小、粒重和产量的GS5基因克隆与功能研究入选2011年度“中国高等学校十大科技进展”。

2010年，鉴于实验室在水稻功能基因组研究方面的重要发现，国际植物生物学领域权威杂志《植物生物学年鉴》和《当代植物生物学观点》，特邀团队成员撰写了“水稻产量的遗传和分子机理”“植物杂种不育——水稻的故事”“广谱和持久——对数量抗病性状的理解”3篇文章，破译水稻的基因密码。

“虽然我国的水稻增产成功解决了13亿人口的吃饭问题，但这些年我国的农业是以牺牲资源环境为代价的，这样的发展模式是不可持续的。所以，我们提出了研发‘绿色超级稻’的概念。”张启发说，培育“绿色超级稻”的基本思路是将品种资源研究、基因组研究和分子技术育种紧密结合，加强重要性状生物学的基础研究和基因发掘，进行品种改良，培育抗病、抗虫、抗逆、营养高效、高产、优质的新品种。

目前，在分离克隆出的65个重要功能基因中，张启发课题组围绕“绿色超级稻”的基因专利申请有54项，获得授权基因28个，获得的大量具有自主知识产权的基因，改变了我国植物生物技术研究长期依赖国外基因的局面。

2008年12月，湖北省绿色超级稻工程技术研究中心在华中农业大学挂牌成立。此后，实验室在东北、云南等地建立开放合作基地，与当地高校、科研机构合作进行绿色超级稻的研发。今年3月，张启发主持的“十一五”863计划“绿色超级稻新品种培育”课题通过了专家验收。验收结论认为，课题组在“绿色超级稻”新种质创制和品种培育方面取得了显著进展，创制了一批抗多种病虫害、节水抗旱、氮磷营养高效、高产优质的优异种质，培育出初步具备绿色性状的绿色超级稻新品种，取得了一定的社会经济效益。