植物自私基因首次被我科學(xué)家發(fā)現：打破經(jīng)典遺傳規律

　　據《科技日報》11日報道，由中國農業(yè)科學(xué)院副院長(cháng)萬(wàn)建民院士領(lǐng)銜的科研團隊，在世界上率先發(fā)現了水稻自私基因，并由此破解水稻雜種不育的機理。這是科學(xué)史上植物自私基因首次被發(fā)現，證實(shí)了植物界同樣存在不符合孟德?tīng)栠z傳規律的非經(jīng)典遺傳現象。相關(guān)研究成果近日在線(xiàn)發(fā)表于國際權威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上?！　?/p>

　　萬(wàn)建民介紹，所謂自私基因，是指雙親雜交后，父本或母本中能控制其自身的DNA片段優(yōu)先遺傳給后代的、具有自私性質(zhì)的基因；這不符合經(jīng)典的“父、母基因均勻傳遞”的孟德?tīng)栠z傳規律。2017年，《科學(xué)》曾報道小鼠和線(xiàn)蟲(chóng)自私基因的非孟德?tīng)栠z傳現象，但植物中的迄今尚未見(jiàn)到?！?/p>

　　萬(wàn)建民表示，秈稻和粳稻雜交比目前的雜交稻能進(jìn)一步提高單產(chǎn)15%—30%，但秈粳雜種會(huì )有近50%不結實(shí)，使其增產(chǎn)潛力嚴重受限。為此，萬(wàn)建民團隊以亞洲栽培稻粳稻品種和南方野生稻為研究材料，系統解析了野生稻與栽培稻間雜種不育問(wèn)題和遺傳特性：其不育性受水稻自私基因位點(diǎn)qhms7的控制，并發(fā)現其包含三個(gè)緊密連鎖的基因ORF1、ORF2和ORF3。其中ORF1基因功能未知；ORF2基因的毒性蛋白起殺配子作用；而ORF3基因的解毒蛋白則保護配子，使攜帶ORF3基因的花粉可育。這就破解了自私基因在維持植物基因組的穩定性和促進(jìn)新物種的形成中的分子機制，探討了毒性—解毒分子機制在水稻雜種不育上的普遍性。在此基礎上，可利用基因編輯技術(shù)對具毒性功能的自私基因進(jìn)行編輯刪除，創(chuàng )制能實(shí)現秈粳雜種優(yōu)勢的水稻新品種。