高产抗病杂交水稻找到基因“门牌号” 确保粮食安全

2014年国家科技进步奖获奖名单揭晓，南京农业大学万建民教授团队研究项目“水稻籼粳杂种优势利用相关基因挖掘与新品种培育”，通过20年的系统研究，发掘出水稻广亲和、早熟和显性矮秆基因，开发相应分子标记和育种技术，成功培育籼粳交高产水稻新品种，荣获国家技术发明奖二等奖。

项目组江玲教授告诉记者，水稻籼粳亚种间杂种具有强大的杂种优势，比一般籼型亚种内杂种增产15%—30%。但籼粳杂种存在育性差、结实率低、植株偏高、易倒伏等问题，限制了籼粳杂种优势的有效利用。

课题组经过长期的科研攻关，将上述难题一一攻克。一是发掘出17个不育位点及广亲和基因，并发明相应分子标记，有效解决了籼粳杂种半不育难题；二是发掘早熟基因，提出基于感光基因型和光钝感基因的分子设计方法，解决了籼粳杂种超亲晚熟问题；三是发掘显性矮秆及株型关键基因，克隆半显性矮秆基因D53，并且首次阐明“独脚金内酯”信号途径控制株型的作用机理，为培育籼粳交理想株型奠定基础。

这些研究成果对推动籼粳杂交水稻育种成效显著，团队从籼粳杂交后代中选育出粳稻品种3个，其中宁粳3号和宁粳4号分别被农业部评为超级稻新品种和超级稻主导品种。聚合广亲和基因和早熟基因，培育广适强优恢复系W107，组配的协优107和Ⅱ优107分别通过国家和安徽省审定。2006年协优107在云南省永胜县1.13亩上创亩产1287公斤的世界最高纪录。

“过去依靠分子标记的选育抗病虫品种，相当于只知道抗病虫基因在哪座城市，而现在知道了抗病虫基因门牌号码，将可以实现抗病虫品种的精确选择，育种效率更高，更可靠，进度更快。” 团队刘裕强副教授告诉记者。

近年来，万建民教授团队在水稻抗条纹叶枯病、抗褐飞虱、稻米品质改良等方面也获得业界瞩目的成果。如2000年以来水稻条纹叶枯病在江苏等地爆发流行，仅2004年江苏省发病面积达2300多万亩，绝收面积7.8万亩，损失稻谷25亿公斤，该病是由灰飞虱介导的病毒病，水稻一旦染病，便无药可治，被称作“水稻癌症”。万建民教授团队和全省主要育种单位协同攻关，选育出十多个适应不同生态区的早中晚熟系列抗条纹叶枯病的粳稻新品种，该研究成果荣获2010年国家科技进步奖一等奖。近年来，该团队又成功克隆出第一个水稻抗条纹叶枯病基因STV11，并阐述了该基因的功能，并于2014年9月10日，在国际权威刊物《自然通讯》上发表论文，为保障我国粮食安全作出积极贡献。