近日，中國(guó)水稻研究所種質(zhì)創(chuàng)新課題組從分子設(shè)計(jì)的角度嘗試解決水稻“北粳南移”問題。研究成果對(duì)開展粳稻向低緯度地區(qū)種植的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種有著重要意義。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物生物技術(shù)（Plant Biotechnology Journal）》上。
感光性是水稻在特定地域環(huán)境生長(zhǎng)發(fā)育的適應(yīng)性。長(zhǎng)期以來，我國(guó)水稻馴化適應(yīng)形成了以秦嶺—淮河為界的“南秈北粳”的種植格局。相對(duì)而言，南方的秈稻產(chǎn)量較高，北方的粳稻食用品質(zhì)更好。為滿足人民日益增長(zhǎng)的對(duì)美好生活的追求，“北粳南移”成為水稻育種改良的重要目標(biāo)。但是，適應(yīng)于北方種植的粳稻因?yàn)楦泄庑缘脑?，在南方種植時(shí)往往因提前開花導(dǎo)致產(chǎn)量急劇下降。解決粳稻提前開花問題對(duì)“北粳南移”具有重要意義。
研究人員選取了123個(gè)從1936年到2009年育成的中國(guó)主栽大面積推廣品種，以分析Hd1單倍型與產(chǎn)量相關(guān)性狀的人工選擇。在這些品種中，粳稻主要有2種單倍型（H8和H13），而秈稻則有3種主要單倍型（H14、H15和H16）。等位基因頻率分析結(jié)果表明，Hd1基因在中國(guó)主栽的秈稻品種和粳稻品種中存在不同優(yōu)勢(shì)等位基因差異。早期的秈稻品種以H15為主要單倍型，近年育成的品種則以H16和H14為主要單倍型；而粳稻Hd1的單倍型始終以H8為主要單倍型。進(jìn)一步分析表明，秈型Hd1優(yōu)勢(shì)等位基因型H16是現(xiàn)代大穗型水稻育種的優(yōu)勢(shì)單倍型，其在二次枝梗數(shù)上有著明顯的人工選擇趨向。通過分子設(shè)計(jì)將秈稻H16單倍型導(dǎo)入粳稻品種春江06，在適當(dāng)延長(zhǎng)粳稻抽穗期的同時(shí)，顯著提高了粳稻春江06在海南種植的單穗產(chǎn)量（約增加19.7%），又保證了其粳稻原有的蒸煮食味品質(zhì)特性。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等的資助。
