華農(nóng)成功克隆水稻基因
南方日?qǐng)?bào)訊 （記者/雷雨 王輝 實(shí)習(xí)生/卞德龍 通訊員/張貽發(fā) 蒙麗）新學(xué)期伊始，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)傳來(lái)好消息：該校生命科學(xué)學(xué)院莊楚雄研究員課題組在世界上率先成功克隆了水稻光溫敏核不育基因。近日，亞洲影響因子（國(guó)際通行的期刊評(píng)價(jià)指標(biāo)，影響因子越大，期刊影響力越大）最大的生命科學(xué)雜志《Cell Research》在線報(bào)道了這一成果。據(jù)悉，該成果代表著我國(guó)在雜交稻分子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重大突破。
緣起 雜交稻尚有許多未知特性
提到雜交水稻，就不能不提到袁隆平院士。1964年，袁院士首先提出，培育“不育系、保持系、恢復(fù)系”三系法利用水稻雜交優(yōu)勢(shì)的設(shè)想并進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。之后，袁院士又提出“兩系”雜交的設(shè)想，即將不育系和保持系合成一個(gè)材料，從而使得不育系既可以作為雜交母本，又可以自己繁殖，從而簡(jiǎn)化了繁種制種程序，降低了雜交種子生產(chǎn)成本。
1973年，我國(guó)水稻育種專(zhuān)家石明松發(fā)現(xiàn)了光敏水稻品種“農(nóng)墾58S”（所謂光敏，是針對(duì)日照長(zhǎng)短而言，日照長(zhǎng)于14個(gè)小時(shí)，該水稻品種即為不育）。后來(lái)，國(guó)家雜交水稻工程技術(shù)研究中心的羅孝和研究員以“農(nóng)墾64S”為供體，以“培矮64”為受體，通過(guò)常規(guī)遺傳學(xué)方法選育成新型水稻品種“培矮64S”。“培矮64S”是一種溫敏水稻品種，即當(dāng)溫度高于23.5°C時(shí)，該水稻品種是不育的；低于23.5°C時(shí)，該品種是可育的。“培矮64S”雖然由“農(nóng)墾58S”轉(zhuǎn)育而來(lái)，但它卻表現(xiàn)出溫敏不育特性而非光敏不育特性。這種特性差異來(lái)源于哪，是否由相同的基因控制，以及它們的分子調(diào)控機(jī)制有何異同，這一系列重要問(wèn)題一直不清楚。而此次，莊楚雄研究員課題組成功克隆了水稻光溫敏核不育基因，就有助于解決上述問(wèn)題。
影響 有助于縮短育種篩選時(shí)間
世界上首頭克隆羊“多莉”，曾帶給世人巨大震撼。在植物學(xué)領(lǐng)域，如今成功克隆水稻的這一基因意味著什么？莊楚雄說(shuō)，不同于傳統(tǒng)意義上的細(xì)胞克隆和無(wú)性繁殖，今天的“克隆”涵蓋了更多的含義。在分子生物學(xué)領(lǐng)域，“克隆了某一基因意味著完全掌握了該基因的特征和性能”，也就是說(shuō)，剛剛發(fā)布的這項(xiàng)研究成果意味著課題組已經(jīng)完全掌握了水稻光溫敏核不育基因的特性，這在分子生物學(xué)和育種學(xué)上都有重要的意義。
在育種學(xué)上，此次研究成果同樣具有重大影響：首先，該成果有利于幫助育種家加快育種進(jìn)程。有了此次克隆出的控制溫敏的基因，育種家便可以用分子標(biāo)記的手段對(duì)基因進(jìn)行篩選。“分子標(biāo)記篩選類(lèi)似于"親子鑒定"，也就是通過(guò)某種技術(shù)手段把基因的信息轉(zhuǎn)化成可檢測(cè)的圖像信息，而不同個(gè)體之間的DNA信息是有差異的，通過(guò)對(duì)比其差異便可進(jìn)行選擇。”莊楚雄教授說(shuō)。分子標(biāo)記手段有助于開(kāi)展“分子設(shè)計(jì)育種”，從而大大增強(qiáng)育種的目的性。
其次，目前廣為應(yīng)用的“培矮64S”存在一個(gè)明顯的問(wèn)題，即隨著種植時(shí)間的增加，該品種的“不育起點(diǎn)溫度”逐年增加，給育種帶來(lái)了很大的風(fēng)險(xiǎn)，而導(dǎo)致這一問(wèn)題的原因尚不清楚。該成果有助于確認(rèn)控制水稻溫敏性狀的具體基因序列，借助分子生物學(xué)手段，有助于解決“培矮64S”不育起點(diǎn)溫度逐年增高的問(wèn)題，使其育種價(jià)值大大提高。
作者：雷雨 王輝 卞德龍 張貽發(fā) 蒙麗來(lái)源南方日?qǐng)?bào))
