科技日报记者 马爱平
21日，中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室在国际权威期刊《科学》（Science）杂志发表突破性研究成果。
该研究克隆到同时调控水稻熟期和产量的稀有等位基因TGW1aJZ。揭示了其编码的类成花素蛋白，通过耦合“开花时钟”与氮素利用效率打破作物“早熟-高产”遗传枷锁的分子机制。明确了作物“早熟高产”的实质是熟期与氮素利用效率的平衡，为培育早熟高产品种提供了理论依据和基因资源。
早花会缩短营养生长期，进而降低生物量的积累和产量。“早熟与高产”如“鱼与熊掌”，不可兼得。
论文通讯作者、中国水稻研究所研究员张健表示，研究团队对收集的300余份全球水稻种质资源的生育期和产量性状进行综合评价，创制了以华南及长江流域主栽籼稻品种黄华占和东北早熟、特大粒粳稻资源品种吉资1560为亲本的重组自交系群体。研究团队以千粒重与生育期作为评价关键指标，在1号染色体上定位到同时赋予水稻早熟和高产特性的主效位点qTGW1a，表明该位点是打破水稻“早熟-高产”遗传枷锁的关键钥匙。
研究发现，基于启动子上的大片段序列差异，TGW1a可分为3种单倍型。其中，TGW1aJZ为祖先型，主要存在于野生稻中，TGW1aHHZ主要存在于籼稻品种中，TGW1aNIP主要存在于粳稻品种中。
研究团队通过分子育种手段将TGW1aJZ导入南方主栽早籼品种中嘉早17和中早39，以及籼型恢复系华占和R173中，并进一步筛选含TGW1aJZ-Gn1aHHZ的改良品种，于2023年—2025年连续3年在浙江杭州、广西南宁进行大田区域实验。结果显示，改良新品种收获期缩短3天—8天，产量增加4.2%-11.0%。
“该研究针对当前我国多熟制地区茬口矛盾的农业生产痛点，挖掘到早熟高产关键基因TGW1aJZ。培育了一系列熟期提前3天—8天，产量提升4%—11%的改良新品种，为水稻早熟高产改良提供了优异基因资源与应用示范。”张健表示。
（中国水稻研究所供图）
网友评论
